基于手持多媒體終端的人機接口實(shí)現

1 LCD顯示設計 　　

1.1接口框架 　　

本終端設計中包含的人機接口為鍵盤(pán)、觸摸屏以及LCD顯示屏，圖1所示是其接口結構框架。在下面的章節中將對各功能模塊分別進(jìn)行介紹。

1.2 LCD控制器 　　

本設計中的LCD控制器的內部結構如圖2所示。圖中，VSYNC信號是垂直同步信號(也稱(chēng)幀同步信號)，用來(lái)指示新的一幀圖像的開(kāi)始；HSYNC信號是水平同步信號(或行同步信號)，用來(lái)給出新的一行掃描信號的開(kāi)始：Ac-bias為使能信號。本控制器中每行的點(diǎn)陣數和行數均可編程，并可分別由寄存器timing 0和timing 1來(lái)控制。本系統選用的TFT為samsung的LTV350QV_FOE，它采用320×240像素液晶輸出方式。

1.3 LCD的驅動(dòng)實(shí)現 　　

幀緩沖設備屬于字符設備，其目的是通過(guò)配置寄存器在一段制定的內存與LCD間建立一個(gè)自動(dòng)傳輸通道。這樣，任何程序只要修改這段內存中的數據，就可改變LCD上的顯示內容。幀緩沖設備驅動(dòng)也采用“文件層-驅動(dòng)層”的接口方式。

framebuffer驅動(dòng)的最重要結構體就是fb_info，它記錄了幀緩沖設備，即當前顯卡的全部信息，包括設備的參數、狀態(tài)以及操作函數指針等。每一個(gè)幀緩沖設備都必須對應一個(gè)這樣的結構體。

幀緩沖設備對應的設備文件為／dev／fb。如果系統有多個(gè)顯卡，Linux還可支持多個(gè)幀緩沖設備，最多可達32個(gè)，分別為／dev／fb0～／dev／fb31，而／dev／fb則為當前缺省的幀緩沖設備，通常指向／dev／fb0。當然，在嵌入式系統中，通常支持一個(gè)顯示設備就夠了。幀緩沖設備為標準字符設備，主設備號為29，次設備號為0到31，分別對應／dev／fb0～／dev／fb31。因此，顯示模塊加載過(guò)程中通常包含以下幾個(gè)步驟： 　　

(1)分配dma地址； 　　

(2)初始化結構體； 　　

(3)初始化硬件，配置相應寄存器； 　　

(4)申請中斷； 　　

(5)注冊frame buffer設備。

在文件層次上，Linux為其定義了讀操作、寫(xiě)操作、映射操作、打開(kāi)操作和關(guān)閉操作等，其定義代碼如下：

file_operations結構中的open()和release()操作不需底層支持，而read、write接口和普通的字符驅動(dòng)沒(méi)什么不同，只是讀寫(xiě)的對象變?yōu)閒ramebuffer。是純粹的內存操作。由于Linux工作在保護模式，每個(gè)應用程序都有自己的虛擬地址空間，而在應用程序中不能直接訪(fǎng)問(wèn)物理緩沖區地址，為此，linux在文件操作file_operations結構中提供了mmap函數，通?？蓪⑽募膬热萦成涞接脩?hù)空間。而對于幀緩沖設備，則可通過(guò)映射操作將屏幕緩沖區的物理地址映射到用戶(hù)空間的一段虛擬地址中，之后，用戶(hù)就可通過(guò)讀寫(xiě)這段虛擬地址來(lái)訪(fǎng)問(wèn)屏幕緩沖區。實(shí)際上，使用幀緩沖設備的應用程序都是通過(guò)映射操作來(lái)顯示圖形。

2觸摸屏輸入設計 　　

2.1觸摸屏芯片ADS7843 　　

ADS7843是TI公司生產(chǎn)的四線(xiàn)電阻觸摸屏轉換接口芯片。它是一款具有同步串行接口的12位取樣模數轉換器。其中引腳X+、Y+、X-、Y-是轉換器模擬輸入端；DCLK是外部時(shí)鐘輸入；CS是片選端；DIN是串行輸入，控制數據可通過(guò)該引腳輸入；DOUT是串行數據輸出，可用于輸出轉換后的觸摸位置數據；IN3、IN4是輔助輸入；PENIRQ是PEN中斷引腳。

本設計主要通過(guò)MCSI接口來(lái)實(shí)現與ADS7843的命令、數據的串行輸入輸出，并通過(guò)KB.C引腳復用成GPIO，然后實(shí)現PENIRQ與BUSY信號的中斷觸發(fā)。圖3所示是ADS7843連接到OMAP5912的接口電路圖。

2.2觸摸屏驅動(dòng) 　　

由于本設計是由DSP側的MCSI接口來(lái)發(fā)送命令和讀取觸摸屏數據，而由ARM側的操作系統將數據傳遞至界面程序進(jìn)行處理，所以，本驅動(dòng)程序應用MAILBOX雙核通信來(lái)實(shí)現中間的傳遞。

ARM側的處理流程如下： 　　

(1)ARM側的MAILBOX中斷； 　　

(2)由MAILBOX中斷服務(wù)程序從數據寄存器DSP2ARM和命令寄存器DSP2ARM2B讀取X、Y，并將其封裝成觸摸屏返回結構TS_RET，最后通過(guò)寫(xiě)指針寫(xiě)入隊列； 　　

(3)由應用程序通過(guò)讀指針讀取數據并進(jìn)行相應處理。

驅動(dòng)程序中有下面兩個(gè)比較重要的結構：

3鍵盤(pán)輸入設計 　　

OMAP5912可以支持鍵盤(pán)專(zhuān)用的8×8 I／O接口以及KB.R[7：0]和KB.C[7：0]。其中KBR_LATCH為鍵盤(pán)行輸入，KBC_REG為鍵盤(pán)列輸出，通過(guò)對這兩個(gè)寄存器進(jìn)行讀寫(xiě)，可以進(jìn)行行、列的掃描。本設計為了節省系統資源，提高使用效率，因而采用中斷和掃描相結合的方法來(lái)實(shí)現3×3鍵盤(pán)驅動(dòng)。

當按鍵中斷產(chǎn)生時(shí)，為了消除抖動(dòng)，先不判斷按鍵值，而是啟動(dòng)定時(shí)器，并在定時(shí)器中斷中讀取鍵值。讀取鍵值的過(guò)程是首先判斷行線(xiàn)，然后通過(guò)列掃描碼來(lái)確定按鍵值。

下面給出的是鍵盤(pán)中斷服務(wù)程序：

定時(shí)器中斷服務(wù)程序如下：

下面是掃描程序：

4結束語(yǔ) 　　

本文介紹了OMAP5912平臺下人機接口的驅動(dòng)開(kāi)發(fā)方法，完成后的驅動(dòng)程序可在MontavistaLinux操作系統下正常運行，因而對于在此平臺下開(kāi)發(fā)其他設備的驅動(dòng)程序具有一定的啟發(fā)作用。OMAP開(kāi)放式多媒體應用平臺也為今后系統的拓展預留了足夠的空間，相信該系統會(huì )具有巨大的市場(chǎng)潛力。