嵌入式課程設(shè)計(jì)

1、 嵌入式課程設(shè)計(jì) 觸摸屏的設(shè)計(jì) 姓名 ：宋倩班級(jí) ：0502專業(yè) ：計(jì)算機(jī)應(yīng)用指導(dǎo)老師 ：高金華一 .觸摸屏的原理觸摸屏附著在顯示器的表面，與顯示器配合使用。通過(guò)觸摸產(chǎn)生模擬電信號(hào)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)由微處理器計(jì)算得出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，從而得到操作者的意圖并執(zhí)行。觸摸屏按其技術(shù)原理可分為五類：矢量壓力傳感式、電阻式、電容式、紅外線式和表面聲波式，其中電阻式觸摸屏在實(shí)際應(yīng)用中用的較多。電阻式觸摸屏由4層的透明薄構(gòu)成，最下面是玻璃或有機(jī)玻璃構(gòu)成的基層，最上面是一層外表面經(jīng)過(guò)硬化處理從而光滑防刮的塑料層，附著在上下兩層內(nèi)表面的兩層為金屬導(dǎo)電層（OTI，氧化銦），這兩層由細(xì)小的透明隔離點(diǎn)進(jìn)行絕緣。當(dāng)手指觸

2、摸屏幕時(shí)，兩導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)處接觸。觸摸屏的兩個(gè)金屬導(dǎo)電層分別用來(lái)測(cè)量X軸和Y軸方向的坐標(biāo)。用于X坐標(biāo)測(cè)量的導(dǎo)電層從左右兩端引出兩個(gè)電極，記為X+和X-。用于Y坐標(biāo)測(cè)量的導(dǎo)電層從上下兩端引出兩個(gè)電極，記為Y+和Y-。這就是四線電阻觸摸屏的引線構(gòu)成。當(dāng)在一對(duì)電極上施加電壓時(shí)，在該導(dǎo)電層上就會(huì)形成均勻連續(xù)的電壓分布。若在X方向的電極對(duì)上施加一確定的電壓，而Y方向電極對(duì)上不加電壓時(shí)，在X平行電壓場(chǎng)中，觸點(diǎn)處的電壓值可以在Y+(或Y-)電極上反映出來(lái)，通過(guò)測(cè)量Y+電極對(duì)地的電壓大小，便可得知觸點(diǎn)的X坐標(biāo)值。同理，當(dāng)在Y電極對(duì)上加電壓，而X電極對(duì)上不加電壓時(shí)，通過(guò)測(cè)量X+電極的電壓，便可得知觸點(diǎn)的Y坐標(biāo)。

3、測(cè)量原理如圖1所示 五線式觸摸屏與四線式不同。主要區(qū)別在于五線觸摸屏將其中一導(dǎo)電層的四端均引出來(lái)作為四個(gè)電極，另一導(dǎo)電層僅僅作為測(cè)量的導(dǎo)體輸出X向和Y向的電壓，測(cè)量時(shí)要交替在X向和Y向上施加電壓。2. 觸摸屏的控制器觸摸屏控制器有多種，主要的功能均是在微處理器的控制下向觸摸屏的兩個(gè)方向分時(shí)施加電壓，并將相應(yīng)的電壓信號(hào)傳送給自身A/D轉(zhuǎn)換器，在微處理器SPI口提供的同步時(shí)鐘作用下將數(shù)字信號(hào)讀入微處理器?？刂破鞯墓ぷ髟硎瞧綍r(shí)處于低功耗模式，觸摸屏一端接地如y1，點(diǎn)擊觸摸屏后x1被拉伸至地產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，進(jìn)入工作模式后，觸摸屏控制器交替x及y軸輸出基準(zhǔn)電壓對(duì)另一軸上分壓后的電擊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后計(jì)算得

4、出x.y的坐標(biāo)，并將其在顯示器上映射出來(lái)，必需設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，定位的準(zhǔn)確率決定觸摸屏的準(zhǔn)確率3. 代碼部分觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的流程及關(guān)鍵函數(shù)   驅(qū)動(dòng)程序主要設(shè)計(jì)思想是：驅(qū)動(dòng)程序在初始化結(jié)束后，進(jìn)入空閑狀態(tài)，等待中斷的到來(lái)。一旦筆中斷(pen_irq)發(fā)生，則進(jìn)入中斷處理程序，進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣、轉(zhuǎn)換和傳輸，同時(shí)，程序?qū)Ω鞣N不同的情況進(jìn)行鑒別和異常處理。     觸摸屏軟件流程如圖3所示。在驅(qū)動(dòng)程序中設(shè)定了觸摸屏所處的7個(gè)不同狀態(tài)，分別用從-1到5的數(shù)字表征，這7個(gè)狀態(tài)構(gòu)成了一個(gè)觸摸屏狀態(tài)機(jī)，系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)做出下一步的處理，如表1所示。整

5、個(gè)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)功能可以劃分為5個(gè)部分，分別是初始化、設(shè)備打開(kāi)、讀操作、中斷處理以及I/O控制，下面具體介紹每一部分。                            驅(qū)動(dòng)程序初始化     在mc68328digi_init（）中向內(nèi)核注冊(cè)設(shè)備驅(qū)動(dòng)函數(shù)：err=misc_register(&mc68328

6、_digi),在init_ts_settings（）中設(shè)定觸摸屏的當(dāng)前參數(shù)：內(nèi)核版本號(hào)、筆移動(dòng)判別閾值、采樣時(shí)間、消除抖動(dòng)開(kāi)關(guān)、消除抖動(dòng)時(shí)間等參數(shù)，這些均由用戶根據(jù)自己的液晶屏以及精度要求來(lái)定制，也可以在應(yīng)用程序中用I/O控制函數(shù)ioctl()來(lái)設(shè)定，    檢測(cè)代碼CMDATA EQU 30HXDATA_H EQU 31HXDATA_L EQU 32HYDATA_H EQU 33HYDATA_L EQU 34H;初始化寄存器MOVLW 02HMOVWF TRICB ;定義B口方向MOVLW 90H：2003-09-10）MOVWF TRISC ;定義C

7、口方向BCF SSPCON, 5MOVLW 10HMOVWF SSPCON ;初始化SSPCONBSF SSPCON, 5 ;啟動(dòng)SPI ;獲取X,Y坐標(biāo)GetXYBCF PORTB, 0 ；MOVLW 0D4H ;獲取X坐標(biāo)命令MOVWF SSPBUF ;發(fā)送命令BUSYBTFSC PORTB, 1 ;判忙？GOTO BUSYMOVF SSPBUF, W ;12位數(shù)據(jù)MOVWF XDATA_H ;XDATA_H存放高字節(jié)MOVF SSPBUF, WMOVWF XDATA_L ;XDATA_L 存放低字節(jié) ;Y坐標(biāo)數(shù)據(jù)同樣處理RETLW 0五. 結(jié)束語(yǔ)觸摸屏已遍及工業(yè)控制、消費(fèi)類電子產(chǎn)品、通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、無(wú)線系統(tǒng)等各類產(chǎn)品市場(chǎng)。ARM微處理器目前已經(jīng)成為世界上應(yīng)用最為廣泛的嵌入式微處理器。通過(guò)這次嵌入式系統(tǒng)觸摸屏的設(shè)計(jì)，使我具備一定微機(jī)原理基礎(chǔ).掌握開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)的多方面知識(shí)，從而初步具備設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)基于ARM。這次課程設(shè)計(jì)讓我認(rèn)識(shí)到嵌入式系統(tǒng)這學(xué)科的重要性，讓我感受到在開(kāi)發(fā)嵌入式系統(tǒng)的過(guò)程中體會(huì)到不少樂(lè)趣。但是在短短的十幾周的內(nèi)學(xué)習(xí)嵌入式系統(tǒng)這門(mén)課是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,嵌入式系統(tǒng)