嵌入式ARM下的觸摸屏驅動(dòng)系統設計研究

文章首先介紹了觸摸屏的實(shí)現原理，然后介紹了觸摸屏芯片AD7873的特性，在此基礎上設計了ad7873與i.MX27和觸摸屏的連接PCB圖，最后依照硬件連接圖設計了嵌入式Linux下的驅動(dòng)，并成功通過(guò)了tclib觸摸屏專(zhuān)業(yè)測試軟件的測試，在家庭智能網(wǎng)關(guān)系統的測試中也成功運行，實(shí)現了從硬件到軟件的嵌入式下觸摸屏的驅動(dòng)系統設計。

1引言

隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展和普及，觸摸屏技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛應用，在各種手持設備中，如手機、MP4、掌上游戲機、掌上PDA等，由于其方便、舒適，使其完全擺脫了鍵盤(pán)和鼠標的束縛，使人機交互更為直截了當。而在微軟最新開(kāi)發(fā)的windows7操作系統中，就有其值得驕傲并加以推廣的多點(diǎn)觸摸技術(shù)，并成為一大賣(mài)點(diǎn)?？梢?jiàn)，觸摸屏技術(shù)引起了上到微軟，下到普通老百姓的關(guān)注。而在我們的日常生活中，無(wú)論你是在商場(chǎng)購物，還是在銀行存取款，觸摸式的自動(dòng)服務(wù)器將能為你提供了方便快捷的服務(wù)。這里通過(guò)對觸摸屏原理的理解和分析，成功的設計出了CPU與觸摸屏芯片之間的硬件連接，并依照硬件和驅動(dòng)設計的原理，設計出了基于嵌入式Linux和飛思卡爾i.MX27芯片以及AD7873觸摸屏芯片的驅動(dòng)程序，并成功移植到內核中，實(shí)現了家庭控制器系統的觸摸技術(shù)。

2硬件系統的構成

2.1電阻式觸摸屏原理。

電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區域中觸摸點(diǎn)（X,Y）的物理位置轉換為代表X坐標和Y坐標的電壓。當觸摸屏表面受到的壓力（如通過(guò)筆尖或手指進(jìn)行按壓）足夠大時(shí)，頂層與底層之間會(huì )產(chǎn)生接觸。所有的電阻式觸摸屏都采用分壓器原理來(lái)產(chǎn)生代表X坐標和Y坐標的電壓。如圖1所示，分壓器是通過(guò)將兩個(gè)電阻進(jìn)行串聯(lián)來(lái)實(shí)現的。上面的電阻（R1）連接正參考電壓（VREF），下面的電阻（R2）接地。兩個(gè)電阻連接點(diǎn)處的電壓測量值與下面那個(gè)電阻的阻值成正比。為了在電阻式觸摸屏上的特定方向測量一個(gè)坐標，需要對一個(gè)阻性層進(jìn)行偏置：將它的一邊接VREF,另一邊接地。

同時(shí)，將未偏置的那一層連接到一個(gè)ADC的高阻抗輸入端。當觸摸屏上的壓力足夠大，使兩層之間發(fā)生接觸時(shí)，電阻性表面被分隔為兩個(gè)電阻。它們的阻值與觸摸點(diǎn)到偏置邊緣的距離成正比。觸摸點(diǎn)與接地邊緣之間的電阻相當于分壓器中下面的那個(gè)電阻。因此，在未偏置層上測得的電壓與觸摸點(diǎn)到接地邊之間的距離成正比。

圖1原理示意圖

2.2AD7873介紹及與系統硬件原理

AD7873是一款12位逐次逼近型ADC,具有同步串行接口以及用于驅動(dòng)觸摸屏的低導通電阻開(kāi)關(guān)，采用2.2V至5.25V單電源供電，吞吐量大于125KBPS.

AD7873可用于電池測量、溫度測量和觸摸壓力測量，還具有一個(gè)2.5V片上基準電壓源，可用于輔助輸入、電池監控器和溫度測量等模式。不使用時(shí)，可關(guān)斷內部基準電壓源以降低功耗。也可以使用外部基準電壓，并可在1V至VCC范圍內變化，模擬輸入范圍為0V至VREF.這款器件具有關(guān)斷模式，此模式下功耗不足1μA。