基于μClinux的觸摸屏軟硬件關(guān)鍵技術(shù)分析

　　摘要：本文介紹了當(dāng)前比較流行的開放源代碼的嵌入式操作系統(tǒng)μClinux下驅(qū)動(dòng)程序的一般結(jié)構(gòu)，以及觸摸屏控制器和Motorola DragonBallMCVZ328 CPU的連接。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)講述了觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的一些關(guān)鍵技術(shù)，如阻塞型I/O操作、任務(wù)隊(duì)列以及系統(tǒng)定時(shí)器的應(yīng)用等，解決了采樣數(shù)量控制問題，具有較好的移植性。

　　關(guān)鍵詞：嵌入式操作系統(tǒng)；μClinux；觸摸屏；驅(qū)動(dòng)程序

　　引言

　　背景介紹

　　隨著信息技術(shù)的發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)越來越廣泛地應(yīng)用到航空航天、通訊設(shè)備、工業(yè)控制等領(lǐng)域。由于尺寸的限制，觸摸屏代替鍵盤和鼠標(biāo)成為嵌入式系統(tǒng)首選的輸入工具。同時(shí)嵌入式系統(tǒng)也逐漸摒棄了傳統(tǒng)的循環(huán)控制模式，而是引入操作系統(tǒng)完成進(jìn)程間切換和任務(wù)調(diào)度。μClinux就是一種優(yōu)秀的開放源代碼的嵌入式操作系統(tǒng)。它經(jīng)過各方面的小型化改造，形成了一個(gè)高度優(yōu)化的、代碼緊湊的嵌入式Linux，雖然它的體積很小，μClinux仍然保留了Linux的大多數(shù)優(yōu)點(diǎn)：穩(wěn)定良好的移植性、優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)功能、完備的對(duì)各種文件系統(tǒng)的支持以及標(biāo)準(zhǔn)豐富的API。比較起其它幾種應(yīng)用較多的嵌入式操作系統(tǒng)，像vxworks、winCE等，它較為低廉的價(jià)格以及方便的用戶程序開發(fā)，無疑是其巨大的優(yōu)勢(shì)。用戶可以方便地從互聯(lián)網(wǎng)上找到最新內(nèi)核版本、編譯器以及其它必需的軟件環(huán)境，這也促使眾多愛好者加盟。

　　研究現(xiàn)狀

　　由于觸摸屏使用得越來越廣泛，所以相應(yīng)的研究與工程實(shí)踐比較多。在現(xiàn)有的工作中，已有很多工程師對(duì)觸摸屏控制器ADS7846與StrongARM平臺(tái)的硬件連接以及在WinCE操作系統(tǒng)中軟件驅(qū)動(dòng)程序開發(fā)進(jìn)行了研究，并對(duì)改進(jìn)觸摸屏控制器硬件精度上做了一定探索。而本文的主要貢獻(xiàn)在于詳細(xì)描述了在μClinux這一嵌入式操作系統(tǒng)中觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序硬件及軟件設(shè)計(jì)。實(shí)踐證明，這一設(shè)計(jì)具有比較高的精度、穩(wěn)定性和開放性，而且跨平臺(tái)性也較好，因此必將給嵌入式設(shè)備提供更多選擇。

　　硬件設(shè)計(jì)

　　本設(shè)計(jì)中硬件平臺(tái)微處理器選用Motorola公司的MC68VZ328，它是一款M68k體系的32位低功耗微處理器，采用SoC技術(shù)設(shè)計(jì)，具有典型的嵌入式微處理器的特征；觸摸屏選用TI(原為Burr-Brown公司的產(chǎn)品，由于該公司已被TI公司收購(gòu)，所以下文均用TI公司）公司的ADS7843。在本設(shè)計(jì)中，CPU與觸摸屏以主從方式工作，觸摸屏工作于從設(shè)備（slave）狀態(tài)。本設(shè)計(jì)中硬件電路不同于傳統(tǒng)設(shè)計(jì)，而是充分利用了ADS7843中的BUSY信號(hào)線，如圖1所示。