引言
隨著計算機相關技術的發(fā)展,，ARM是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設計了大量高性能,、廉價、耗能低的RISC處理器,、相關技術及軟件,。技術具有性能高、成本低和能耗省的特點,。適用于多種領域,，比如嵌入控制、消費/教育類多媒體,、DSP和移動式應用等,。ARM 公司是專門從事基于 RISC 技術芯片設計開發(fā)的公司，作為知識產權供應商,，本身不直接從事芯片生產,，靠轉讓設計許可由合作公司生產各具特色的芯片,，世界各大半導體生產商從ARM公司購買其設計的 ARM 微處理器核。嵌入式Linux系統(tǒng)具有開發(fā)源代碼,、內核穩(wěn)定,、可裁減性等特點，吸引著眾多商業(yè)公司和自由軟件開發(fā)者的目光,，成為嵌入式系統(tǒng)領域不可或缺的操作系統(tǒng)之一,。
1 電阻式觸摸屏的工作原理
觸摸屏安裝在顯示屏的前端，主要由觸摸屏檢測部件和觸摸屏控制器兩部分組成,。按照工作原理和傳輸信息的介質不同,，觸摸屏可分為電阻式、電容感應式,、紅外線式以及表面聲波式,。當物品按在觸摸屏上時，會產生壓力,，從而使觸摸屏兩導電層接通,，一旦觸摸屏檢測部件監(jiān)測到用戶的觸摸位置，就將獲得的位置信息送入觸摸屏控制器TSC2007,，并對該寫信號進行處理,，將電壓信號轉換成數字信號，同時以中斷的方式送至S3C2440處理器,，計算出觸點坐標,。
2硬件結構
TSC2007是美國德州儀器（TI）公司推出的新一代4線制觸摸屏控制器，它在與觸摸屏配合使用時,，一旦檢測到筆或手指點觸摸在屏上,，可迅速得到該點的位置信號，從而達到在觸摸屏表面上尋址的目的,。
TSC2007是典型的逐步逼近式A／D變換器,，其結構以電容再分布為基礎，包含了取樣／保持功能,。TSC2007的引腳與TPSC2003的引腳完全兼容,，具有片內溫度測量、觸摸壓力測量和預處理三個功能,。TSC2007的I2C接口,，以標準模式、高速模式和超高速模式進行數據傳輸與通訊,。為了與其他ARM芯片兼容,，設計中沒有使用S3C2440內置的A／D通道，而是采用了外擴控制器TSC2007的方法,，通過I2C總線方式與S3C2440通信,。因此,，設計中S3C2440的GPE14和GPE15分別作為I2C總線的SCL和SDA線，其觸摸屏控制器接口電路如圖1所示,，圖中的SDA和SCL線都是雙向的,。
3觸摸屏的驅動
在Linux系統(tǒng)中，設備驅動程序是一組相關函數的集合,，它包括設備服務子程序和中斷處理程序,。其中的設備服務子程序包含了所有與設備相關的代碼，每個設備服務子程序只處理一種設備或者緊密相關的設備,，從設備無關的軟件中接受抽象的命令并執(zhí)行它,。設備驅動程序利用結構file_operations與文件系統(tǒng)聯系起來，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,，從而簡化了驅動程序的編寫工作,。這樣，應用程序根本不必考慮操作的是設備還是普通文件,，可一律視為文件來處理,，具有非常清晰統(tǒng)一的I／O接口。其觸摸屏的file_operations結構定義如下：
本結構的主要作用是為不同的設備提供一致的接口,。如在應用程序中,，對不同設備進行讀操作都使用read函數，寫操作則都使用write函數,。因此,，編寫觸摸屏驅動的實際工作并不復雜。
3.1驅動工作流程
首先初始化觸摸屏控制器,，然后初始化脈寬調制計時器（PWM TIMER）,，可以選擇計時器4為時鐘，定義10 ms中斷1次,，以提供觸摸屏采樣時間基準,，即10 ms觸摸屏采樣1次。而后映射觸摸屏中斷向量和定時器中斷向量到響應程序,，觸摸屏中斷處理程序是判斷觸摸屏是否被按下了，若觸摸屏被按下,，則給全局變量Flag_Trouch賦值為Touch_Down,，否則賦值為Touch_Up。若計時器中斷處理程序判斷Flag_Touch被賦值為Touch_Down,，則給全局變量StartSample置位,，以控制觸摸屏采樣,。然后系統(tǒng)通過S3C2440_get_xy（）獲得采樣值，對得到的觸摸屏的數據進行處理,。接下來是對觸摸屏的校準,，最后是中斷的釋放和注冊模塊的卸載。其具體的觸摸屏驅動工作流程圖如圖2所示,。
3.2設備初始化模塊
設備初始化模塊的主要功能是：初始化設備,、向內核注冊設備等。具體實現函數如下：
初始化模塊利用內核提供的request_irq函數,，將觸摸筆的按下與彈起的中斷號進行登記,，從而將中斷號與中斷服務函數聯系起來；利用devfs_register_chrdev函數,，向系統(tǒng)注冊一個字符型設備,；最后注冊定時器中斷，用來控制觸摸屏的數據采樣,。
3.3采樣值的獲得
首先啟動TSC2007的A／D轉換,。等待一段時間后，調用S3C2440_get_xy （）函數,，這個函數的功能是獲得觸摸屏的位置,，首先從TSC2007的一個通道獲得x的坐標值，然后在從另一個通道獲得y的坐標值,，判斷返回觸摸點坐標值是否在有效范圍內,，如果在有效范圍內則采樣標志ts_pressure=1，如果不在有效范圍之內,，其采樣標志ts_pressure=0,。read函數中通過調用copy_to_user（buffer，dbuf,，length）,，可將內核空間數據拷貝到用戶空間。
3.4采樣值的處理
函數Touch_Coordinate Conversion完成觸摸屏采樣值轉換成顯示坐標,，其中TOUCH_MAX_Y和TOUCH_MIN_Y是觸摸屏X坐標采樣值的最大和最小值,；X坐標同理。若使用的是320×240的TFT屏,，則Y坐標的轉換程序如下：
3.5觸摸屏的校準
在實際的應用中,，通常觸摸屏是作為與顯示屏配合使用的輸入設備，需要從觸摸屏采樣得到的坐標與屏幕的顯示坐標做一個映射,。文中觸摸屏設計采用的是三點校準的方法,，與兩點校準相比，三點校準的模型考慮到變相和旋轉，更接近實際情況,。應用中首先選取3個相距較遠且不在一條線上的3個作為校準輸人的獨立采樣點,，它們相應的觸摸屏采樣坐標是P0（x0，y0）,、P1（x1,，y1）、P2（x2,，y2）,，顯示坐標是PD0（xD0，yD0）,、PD1（xDl,，yD1）、PD2（xD2,，yD2）,。直角坐標平面的兩個點P和PD，定義P為觸摸屏空間的坐標點,，PD為顯示屏空間的坐標點,，P可以經過旋轉、比例和平移得到PD坐標,。PD和P點之間存在一次線性關系滿足：xD=Ax+By+C,，yD=Dx+Ey+F。對于同一個設備,，其中的A,、B、C,、D,、E、F為常數,，稱為校準常數,，故只需在觸摸屏校準時，解出這6個常數,，就可以實現觸摸屏空間
到顯示空間的轉換,。
3.6中斷釋放和注冊模塊的卸載
設計中通過調用s3c2440_ts_cleanup_module0來實現中斷的釋放和設備的卸載，分別將它們釋放在初始化過程中,，其申請的IRQ_TIMER4,、IRQ_ADC_DONE、IRQ_TC的中斷和字符設備的接口函數devfs_register_chrdev （）具體如下：
4結束語
文中基于S3C2440的觸摸屏驅動開發(fā),，考慮到與其他的ARM芯片兼容性,，并沒有使用ARM自帶的A／D通道,，而是外擴了觸摸屏控制器TSC2007,。對TSC2007的初始化,，主要是初始化TSC2007與S3C2440的I2C接口連接，在驅動流程中,，如果觸摸筆按下就進人中斷處理程序,，讀取x，y坐標,，在采樣函數中設置了一個copy_to_user（buffer,，dbuf，length）函數,，將從觸摸屏連續(xù)測的數據,，送入存儲區(qū)。
結合實際的硬件平臺,，這個基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)下I2C總線接口觸摸屏設計,，采用的是處理采樣數據的方法，同時運用了改進的校準方法,，從而使該觸摸屏驅動更能滿足實際的要求,。ARM是微處理器行業(yè)的一家知名企業(yè)，設計了大量高性能,、廉價,、耗能低的RISC處理器、相關技術及軟件,。技術具有性能高,、成本低和能耗省的特點。適用于多種領域,，比如嵌入控制,、消費/教育類多媒體、DSP和移動式應用等,。