嵌入式Linux系統中觸摸屏驅動(dòng)的研究

引言

隨著(zhù)計算機相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統的應用越來(lái)越廣泛，與人們生活緊密結合。觸摸屏設備因其友善的人機交互性，操作方便靈活，輸入速度快，被廣泛的應用于嵌入式領(lǐng)域中。嵌入式Linux系統具有開(kāi)發(fā)源代碼、內核穩定、可裁減性等特點(diǎn)，吸引著(zhù)眾多商業(yè)公司和自由軟件開(kāi)發(fā)者的目光，成為嵌入式系統領(lǐng)域不可或缺的操作系統之一。觸摸屏是一種輸入設備，操作簡(jiǎn)單易學(xué)，不占額外的空間，可靠性高，是最常用的便攜式系統的輸入設備。特別是電阻式觸摸屏結構簡(jiǎn)單，成本低，透光效果好，工作環(huán)境和外界完全隔離，不怕灰塵和水氣，同時(shí)具有高解析度，高速傳輸反應，一次校正，穩定性高，不漂移等特點(diǎn)，因而廣泛用于工業(yè)控制領(lǐng)域及在室內使用。

1 硬件平臺

S3C2410是Samsung公司基于A(yíng)RM 920T核心的一款MCU，集成了眾多的外圍設備，其中包括4線(xiàn)電阻式觸摸屏控制器、8路模擬輸入通道。在8路A/D轉換通道中，A[5]和A[7]作為觸摸屏的X、Y坐標的采集通道。S3C2410與4線(xiàn)電阻式觸摸屏連接的電路原理圖見(jiàn)圖1。

在采樣過(guò)程中，只需要通過(guò)讀寫(xiě)一系列的特殊寄存器，S3C2410的觸摸屏控制器就會(huì )自動(dòng)控制觸摸屏接口打開(kāi)或關(guān)閉各MOS管，按順序完成觸摸屏X、Y坐標數據的采集。

圖1 S3C2410連接4線(xiàn)電阻式觸摸屏電路原理圖

2 Linux設備驅動(dòng)程序簡(jiǎn)介

設備驅動(dòng)程序是操作系統內核和機器硬件之間的接口，由一組函數和一些私有數據組成，是應用程序和硬件設備之間的橋梁。在應用程序看來(lái)，硬件設備只是一個(gè)設備文件，應用程序可以像操作普通文件一樣對硬件設備進(jìn)行操作。設備驅動(dòng)程序是內核的一部分，主要完成以下功能：對設備的初始化和釋放；把數據從內核傳送到硬件設備和從硬件設備讀取數據；讀取應用程序數據傳送給設備文件和回送應用程序請求的數據；檢測和處理硬件設備出現的錯誤。

Linux操作系統的設備有字符設備、塊設備和網(wǎng)絡(luò )設備等。字符設備是以單個(gè)字節為單位進(jìn)行順序讀寫(xiě)操作，通常不使用緩存技術(shù)，例如鼠標、鍵盤(pán)等。塊設備的讀寫(xiě)都使用緩存技術(shù)來(lái)支持，并且必須能夠進(jìn)行隨機存取，主要是針對磁盤(pán)等慢速設備設計的。網(wǎng)絡(luò )設備主要基于BSD的Socket機制，為發(fā)送數據和接收數據提供緩存技術(shù)，提供對多協(xié)議的支持，例如以太網(wǎng)卡等。

3 Linux觸摸屏驅動(dòng)程序實(shí)現

在Linux系統中，設備驅動(dòng)程序是一組相關(guān)函數的集合。它包括設備服務(wù)子程序和中斷處理程序。設備服務(wù)子程序包含了所有與設備相關(guān)的代碼，每個(gè)設備服務(wù)子程序只處理一種設備或者緊密相關(guān)的設備，從設備無(wú)關(guān)的軟件中接受抽象的命令并執行。當執行一條請求時(shí)，具體操作是根據控制器對驅動(dòng)程序提供的接口，并利用中斷機制去調用中斷服務(wù)子程序配合設備完成這個(gè)請求。設備驅動(dòng)程序利用結構file_operations與文件系統聯(lián)系起來(lái)，設備的各種操作的入口函數放在結構file_operations中，其中包括open()、release()、read()和write()等接口，簡(jiǎn)化了驅動(dòng)程序的編寫(xiě)工作。這樣，應用程序根本不必考慮操作的是設備還是普通文件，可一律看作文件處理，具有非常清晰統一的I/O接口。觸摸屏的 file_operations結構定義如下：

static struct file_operations s3c2410_ts_fops = {

owner: THIS_MODULE,

read: s3c2410_ts_read,

poll: s3c2410_ts_poll,

ioctl: s3c2410_ts_ioctl,

open: s3c2410_ts_open,

release: s3c2410_ts_release,

fasync: s3c2410_ts_fasync,};