基于嵌入式系統(tǒng)中觸摸屏交互功能模塊設(shè)計
3.2 Windows CE`的驅(qū)動模式
Windows CE`設(shè)備的驅(qū)動模型有兩種形式:流接口驅(qū)動(Stream Interface Driver)和本地設(shè)備驅(qū)動(Native Device Driver)從實(shí)現(xiàn)方式來看,無論那種驅(qū)動都可以采用單層和分層兩種方式,多層設(shè)備驅(qū)動中實(shí)現(xiàn)的代碼分兩層:MDD(Model Device Driver,模型設(shè)備驅(qū)動)和PDD(Platform. Dependent Driver,平臺相關(guān)驅(qū)動)。MDD層中向GWES模塊提供了DDI(Device Driver Interface,設(shè)備驅(qū)動接口)函數(shù)接口,實(shí)現(xiàn)了對于同一類設(shè)備的驅(qū)動程序所公用的功能,而PDD則實(shí)現(xiàn)了與平臺的具體硬件設(shè)備相關(guān)的代碼。MDD通過調(diào)用特殊的PDD函數(shù)來訪問硬件。
3.3 觸摸屏與顯示器的配合算法
FM 7843 送回控制器的X 與Y 值僅是對當(dāng)前觸摸點(diǎn)的電壓值的A/D 轉(zhuǎn)換值,它不具有實(shí)用價值。這個值的大小不但與觸摸屏的分辨率有關(guān),而且也與觸摸屏與LCD 貼合的情況有關(guān)。而且,LCD 分辨率與觸摸屏的分辨率一般來說是不一樣,坐標(biāo)也不一樣,因此,如果想得到體現(xiàn)LCD 坐標(biāo)的觸摸屏位置,還需要在程序中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換公式如下:
x=(x-TchScr_Xmin)*LCDWIDTH/(TchScr_Xmax-TchScr_Xmin)
y=(y-TchScr_Ymin)*LCDHEIGHT/(TchScr_Ymax-TchScr_Ymin)
其中,TchScr_Xmax、TchScr_Xmin、TchScr_Ymax 和TchScr_Ymin 是觸摸屏返回電壓值x、y 軸的范圍, LCDWIDTH、LCDHEIGHT 是液晶屏的寬度與高度。
3.4 操作系統(tǒng)對觸摸屏的支持
操作系統(tǒng)對觸摸屏的支持是按分層的思想進(jìn)行的。首先是應(yīng)用層,編寫的應(yīng)用程序調(diào)用觸摸屏/鼠標(biāo)事件API(在牽引層有相關(guān)的API函數(shù));其次,在驅(qū)動層有支持觸摸屏的驅(qū)動程序。通過統(tǒng)一接口來調(diào)用操作系統(tǒng)內(nèi)核的觸摸屏設(shè)備驅(qū)動程序完成最終的設(shè)備控制。從中取出觸摸屏的實(shí)際坐標(biāo)值,把該值記錄在初始化程序中,當(dāng)下次有應(yīng)用程序需要調(diào)用觸摸屏驅(qū)動程序時,觸摸屏驅(qū)動程序就會去檢查初始化程序,讀取其中的校正值,并把經(jīng)過校正,影射后相對坐標(biāo)值返回該應(yīng)用程序。
3.5 觸摸屏的坐標(biāo)的確認(rèn)
通過上述方式采集的坐標(biāo)是相對于觸摸屏的坐標(biāo),需要轉(zhuǎn)換成為LCD 坐標(biāo),這個過程之前需要進(jìn)行兩種坐標(biāo)的校準(zhǔn)工作,這里采用取平均值法。首先從觸摸屏的4個頂角得到2個最大值和2個最小值,分別計為x_min,y_min 和x_max,y_max。X,Y 方向的確定如表1 所示。
表1 X,Y 方向的確定
當(dāng)系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時,Q1,Q3 和Q4 處于截止?fàn)顟B(tài),Q2 導(dǎo)通。當(dāng)觸摸屏被按下時,首先導(dǎo)通MOS 管組Q1 和Q4,X+與X-回路加上+3.3V 電源,同時將MOS 管組Q2 和Q3 關(guān)閉,斷開Y+和Y-,再啟動處理器的A/D 轉(zhuǎn)換通道1(AIN1),電路電阻與觸摸屏按下產(chǎn)生的電阻輸出分量電壓,并由A/D 轉(zhuǎn)換器將電壓值數(shù)字化,計算X 軸的坐標(biāo)。接著先導(dǎo)通MOS 管組Q2 和Q3,Y+與Y-回路加上+3.3V 電源,同時將MOS 管組Q1和Q4 關(guān)閉,斷開X+和X-,再啟動處理器的A/D 轉(zhuǎn)換通道0(AIN0),電路電阻與觸摸屏按下產(chǎn)生的電阻輸出分量電壓,并由A/D 轉(zhuǎn)換器將電壓值數(shù)字化,計算Y 軸的坐標(biāo)。系統(tǒng)讀到坐標(biāo)值后,關(guān)閉Q1、Q3 和Q4,打開Q2,回到初始狀態(tài),等待下一次筆觸。
確定X,Y 方向后,坐標(biāo)值的計算公式如下:
X=(x_max-Xa)×320 /(x_max - x_min)
Y=(y_max- Ya)×240 /(y_max- y_min)
式中:
Xa=(X1+X2+...+Xn)/ n
Ya=(Y1+Y2+...+Yn)/ n
一般觸摸屏將觸摸時的X、Y 方向的電壓值送到A/D 轉(zhuǎn)換接口,經(jīng)過A/D 轉(zhuǎn)換后的X與Y 值僅是對當(dāng)前觸摸點(diǎn)的電壓值的A/D 轉(zhuǎn)換值,它不具有實(shí)用價值。這個值的大小不但與觸摸屏的分辨率有關(guān),而且與觸摸屏與LCD 貼合的情況有關(guān)。如果想得到體現(xiàn)LCD 坐標(biāo)的觸摸屏位置,還需要在程序中進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
4 結(jié) 論
嵌入式系統(tǒng)的PDA越來越多的使用觸摸屏做輸入輸出設(shè)備。本文以ARM920T內(nèi)核的S3C2410芯片GX開發(fā)板為硬件平臺,設(shè)計了嵌入式系統(tǒng)觸摸屏交互功能模塊,在全國大學(xué)生嵌入式系統(tǒng)競賽的產(chǎn)品和作品中已多次應(yīng)用。文中并對設(shè)計中的關(guān)鍵技術(shù)問題做了詳細(xì)的分析與討論。軟件設(shè)計流程圖和源代碼及其它輔助程序等限于篇幅另文介紹。
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