隨著嵌入式系統(tǒng)技術的飛速發(fā)展，工業(yè)設備產品也越來越現代化,，普遍要求可視化操作,。LCD觸摸屏低耗能．散熱小，成本低,，纖薄輕巧,，外形尺寸小，安裝容易,。使用LCD觸摸屏作為工業(yè)設備的輸入輸出設備既能達到可視化的要求,，方便現場操作，又能降低產品的成本,。而在產品的整體設計過程中,，人機交互界面的設計往往占據著很大一部分工作，這樣,，不但極大地增加了產品的開發(fā)成本瓶且延長了產品的上市周期。本文設計的基于S3C44BOX的人機交互界面是一種可定制,、簡單易用,、性能優(yōu)良的通用型人機交互界面，能很好地解決上述問題,。
1 系統(tǒng)結構
系統(tǒng)主要包括三個部分,，分別為PC機,、S3C4480X微處理器和LCD觸摸屏模塊。系統(tǒng)結構框圖如圖1所示,。
圖1 系統(tǒng)結構框圖
本系統(tǒng)為基于S3C44BOX的工業(yè)設備提供交互接口,，通過該系統(tǒng)可以給工業(yè)設備提供一個可視化的人機界面。來自PC機的定制好的界面信息存儲在ARM的FLASH存儲器內,。在應用當中,，當微處理器接收到觸摸屏按鍵信息時，對工業(yè)設備進行控制,。同時微處理器也對LCD進行界面的刷新,，這樣以完成人機交互。
2 系統(tǒng)硬件設計
系統(tǒng)硬件電路原理如圖2所示,。其中S3C4480X為CPU內核,，320x240點陣LCD觸摸屏為主要的輸入輸出設備。
圖2 系統(tǒng)硬件電路原理圖
2．1 LCD觸摸屏模塊OCMJ15x20D介紹
本系統(tǒng)顯示部分采用的是OCMJ15x20D (320x240點陣)D系列中文液晶濕示模塊,，其中OCMJ表示奧可拉中文集成模塊,。這是一個中英文文字與繪圖模式的點陣液晶屁示模塊，內建512KByte的ROM字形碼,，可以顯示中文字型,、數字符號、英日歐文等字母,，并且內建雙圖層(Two Page)的顯爪內存,。在文字模式中，可接收標準中文文字內碼直接顯示中文,，而不需要進入繪圖模式以繪圖方式描繪中文,，提升液晶顯示中文之效率。該模塊整合了多項的實用界面,，包含內建的10-Bit ADC．提供觸控屏接口,。OCMJ15X20D(V3.2)的觸摸屏是用FM7843控制的，該控制器已集成在模塊上,，模塊已留出FM7843的控制線供客戶使用(OCMJ15X20D上的J5腳),，可直接使用3V供電而不需外接負電壓。
模塊FM7843是四線電阻式觸摸屏輸入控制芯片,。它是一款具有同步串行接口的12位采樣模數轉換器,。在125kHz吞吐速率和2.7V電壓下的功耗為750μW．而在關閉模式下的功耗僅為0．5μW。它具有低功耗和高速等特性,，因此被廣泛應用,。引腳X+、Y+,、X-,、Y-是轉換器模擬輸入端,，DCLK是外部時鐘輸入；CS是片選端：DIN是串行輸入,，其控制數據通過該引腳輸入,；DOUT是串行數據輸出．用于輸出轉換后的觸摸位置數據。最大數為二進制的4095,；IN3,、IN4是輔助輸入；PENIRQ是PEN中斷引腳,。其中,，S3C44BOX共使用6條與FM7843接口相連。
2．2 系統(tǒng)的工作原理
OCMJ15x20D模塊內置LCD控制器,，并將觸摸屏安裝在LCD液品屏上,，設計相應的控制電路對LCD和觸摸屏控制。當用戶操作觸摸屏時,，模塊FM7843控制芯片對觸摸點進行檢測,，并把檢測到的信息送出轉換為相應的坐標，以供S3C44BOX處理器讀取,。
3 系統(tǒng)軟件設計及實現
3．1 系統(tǒng)軟件介紹
用戶可以根據實際應用中的控制系統(tǒng)的需要及控制系統(tǒng)與人機交互界面的約定,，通過PC機上的可視化人機界面定制軟件，定制好整個界面信息,。然后把定制好的界面信息下載到ARM的Flash中,，就可以輕松地實現人機界面的定制。在應用中,，ARM處理器通過直接操作I/O口與人機交互界面系統(tǒng)進行交互,，讀取觸摸屏信息。然后根據讀取的信息執(zhí)行相應的操作,。系統(tǒng)的軟件部分由用戶引導程序和應用程序組成,。系統(tǒng)運行后，由用戶引導程序決定是執(zhí)行界面信息的更新還是正常運行,。若執(zhí)行界面信息的更新,，則系統(tǒng)通過相關函數接收界面定制信息并保存在Flash中，然后通過本地讀取新的界面定制信息建立鏈表網絡,；若正常運行,，則直接從本地瀆取舊的界面定制信息建立鏈表網絡。應用程序實現的功能則包括觸摸屏輸入處理及界面的顯示,。用戶通過本系統(tǒng)可以對工業(yè)設備所有與軟件相關的參數進行配置,。
3.2 程序設計
3.2.1 界面的定制與顯示
界面的定制足通過建立網絡鏈表的方式實現的。構建好鏈表網絡后就進入應用程序階段，即系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài),。通過系統(tǒng)中設定當前屏指針、當前項指針及已構建的鏈表網絡等來實現人機交互界面的操作,。
同一屏幕的項構成雙向循環(huán)鏈表,、鏈接屏幕構成單向循環(huán)鏈表。實現方法：先以屏為單位建立每屏的橫向雙向循環(huán)鏈表,； 再遍歷各屏的雙向鏈表,，為各屏的項建立鏈接關系，進而構成一個鏈表網絡,。通過遍歷當前屏幕的橫向雙向循環(huán)鏈表來逐一顯示屏幕的項,。其巾對各類項的處理如下：①當屏幕項是文本時，直接讀取并顯示,。②當屏幕項為整型,、浮點時．通過向控制系統(tǒng)索取其值并顯示。③當屏幕項為枚舉時,，通過向控制系統(tǒng)索取其值,，再按值讀取對應的字符串并顯示。
3．2．2 觸摸屏信息的處理
觸摸屏按鍵分為數字鍵,、換屏鍵,、確認鍵和選擇鍵。數字鍵用于鍵入所按的數字,。換屏鍵用于切換屏幕內容,，進入所選中項的鏈接屏幕，若當前屏幕沒有選中項,，則進入首項鏈接的屏幕,。選擇鍵主要是使下拉菜單的內容顯示到屏幕上來。確認鍵是用于選擇下拉菜單內容,。
3．2．3 主函數及初始化
該軟件系統(tǒng)主函數采用的是等待觸摸鍵值的死循環(huán)結構,。
4 結語
本文充分利用OCMJ15x20D以及S3C44BOX內置資源，設計了ARM處理器控制LCD觸摸屏的軟硬件系統(tǒng),，該系統(tǒng)具有可定制特性,。它不僅僅能夠方便用戶的對機床的操作，而且也使得開發(fā)人員對界面的修改即對產品的升級變得簡單,、快捷,。此設計為人機交互系統(tǒng)提供了一種實際的解決方案，也可應用到其他嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中,。
創(chuàng)新點：
1,、充分利用S3Cd4BOX的強大功能以及OCMJ15x20D內置LCD驅動器資源，完成了LCD觸摸屏的驅動,，設計了S3C44BOX控制彩色顯示屏及四線電阻式觸摸屏組成的人機交互界面控制系統(tǒng),。
2,、操作界面的可定制性使得該軟件系統(tǒng)廣泛用于同類產品設計中，同時也方便開發(fā)人員對產品進行升級,。大大縮短二次軟件開發(fā)的周期,。