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　　摘要： 詳細(xì)分析在Nucleus下觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的開發(fā)，針對(duì)觸摸屏控制芯片ADS7846，分析其配置、工作原理，以及如何加載到操作系統(tǒng)中。這些方法為手機(jī)，PDA觸摸屏驅(qū)動(dòng)的開發(fā)有一定的借鑒意義

　　關(guān)鍵詞：RTOS Nucleus 觸摸屏 ADS7846

　　Nucleus 是一款優(yōu)秀的嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)（RTOS），具有搶占式和時(shí)間片輪轉(zhuǎn)任務(wù)調(diào)度方式，主要用在時(shí)間苛刻的嵌入式應(yīng)用當(dāng)中。大約95％的Nucleus用ANSI C 寫成，作為一個(gè)庫(kù)加載到應(yīng)用代碼當(dāng)中。目前手機(jī)行業(yè)有很多使用Nucleus。

 

　　1． 觸摸屏控制電路的硬件結(jié)構(gòu)

 

　　觸摸屏控制電路主要有一下四部分組成：進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、控制功能的MCU，一個(gè)四線電阻式觸摸屏和控制芯片ADS7846, 以及顯示觸摸點(diǎn)坐標(biāo)的顯示部分。

在這里主要對(duì)觸摸屏的硬件電路和驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)做一個(gè)較詳細(xì)的介紹

ADS7846是美國(guó)TI公司推出的一款四線制電阻式觸摸屏控制器，通過機(jī)械式觸摸，可以迅速得到觸摸點(diǎn)位置信號(hào)。它是一種典型的帶有連續(xù)逼近型寄存器的A/D轉(zhuǎn)換器，內(nèi)部自帶2.5V參考電壓，一個(gè)和微處理器相連的SPI接口，同時(shí)具有測(cè)量溫度、觸摸壓力和電池電壓的功能，有可編程的8位或12位的分辨率。在2.7V電壓和125kHz的轉(zhuǎn)換速率下， 功耗僅為750uW，在 power down 模式下僅為0.5uW。由于這些優(yōu)良的性能，在移動(dòng)設(shè)備中有大量的應(yīng)用。下表為控制器的主要引腳

 

　　工作原理：圖2是觸摸屏控制器和MCU的連接電路圖。當(dāng)ADS7846檢測(cè)到觸摸屏被按下時(shí)，它就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)（PENIRQ為低電平）給MCU，MCU選中ADS7846控制器（CS為低），然后通過串行口DIN向ADS7846發(fā)送8位控制字，此后DOUT在DCLK的下降沿得到12位的輸出。圖3為ADS7846在每次轉(zhuǎn)換為24個(gè)時(shí)鐘周期下的時(shí)序圖。

圖2

 

　　驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的目的是將觸摸坐標(biāo)即時(shí)的轉(zhuǎn)換為顯示坐標(biāo)，直接在LCD屏上顯示出來(lái)，然后經(jīng)過輸入識(shí)別軟件的處理（例如漢王的識(shí)別軟件），識(shí)別出輸入的字符，漢字等。

2．1 當(dāng)觸摸屏按下時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)中斷，應(yīng)當(dāng)為ADS7846配置一個(gè)中斷。在Nucleus下，中斷分兩種，Low level 中斷（Lisr）和High level 中斷（Hisr），一般的中斷服務(wù)程序在Hisr當(dāng)中處理。一個(gè)較為復(fù)雜的，多任務(wù)嵌入式系統(tǒng)當(dāng)中，中斷服務(wù)程序（優(yōu)先級(jí)比普通任務(wù)的優(yōu)先級(jí)高）不能占用太多的時(shí)間，否則可能會(huì)導(dǎo)致其他任務(wù)不能及時(shí)得到響應(yīng)。例如在觸摸屏中斷服務(wù)程序的處理，在較壞的情況下，觸摸屏可能一直被按下去，其Hisr就會(huì)占用很多的資源，導(dǎo)致別的任務(wù)（例如一個(gè)手機(jī)應(yīng)用當(dāng)中，可能導(dǎo)致接受電話的任務(wù)不能處理，而這是不能讓人接受的，不能想象當(dāng)你寫短信時(shí)不能接受電話的情況，）所以當(dāng)中斷服務(wù)程序需要占用CPU較多的處理時(shí)間時(shí)，一般要在另外激活一個(gè)任務(wù)，由任務(wù)調(diào)度機(jī)制來(lái)處理和系統(tǒng)中其他任務(wù)的關(guān)系，它的流程圖如圖四所示，實(shí)踐證明，這種處理方法是較好的處理方法。

 

　　2．2 這里不打算對(duì)怎么創(chuàng)建一個(gè)Lisr,Hisr和激活一個(gè)任務(wù)做太多的介紹，詳細(xì)可以看Nucleus的文檔。重點(diǎn)介紹ADS7846的驅(qū)動(dòng)程序的處理和如何將所得數(shù)據(jù)在LCD上正確顯示出來(lái)。

2．2．1 ADS7846處理程序的流程圖如圖五所示

圖5

 

　　ADS7846在計(jì)算觸摸坐標(biāo)時(shí)有兩種方式，single ended模式和difference 模式。Single ended模式利用ADS7846內(nèi)部參考電壓或者外部參考電壓，得出的結(jié)果是一個(gè)電壓的AD結(jié)果。 Difference 不需要內(nèi)部或者外部的參考電壓，這種模式得出的結(jié)果是觸摸點(diǎn)在觸摸屏位置上的百分比。這種模式可以消除參考電壓波動(dòng)對(duì)換算結(jié)果的影響。 2．2．2 ADS7846換算結(jié)果在LCD屏幕上的映射

　　假設(shè)LCD是個(gè)160 x 128 像素大小的屏幕，如圖六所示，假設(shè)A點(diǎn)的坐標(biāo)為（0，0），那么可知道B，C，D是（128，0），（0，160），（128，160）。通過ADS7846得出A，B，C，D的轉(zhuǎn)換結(jié)果分別是（Xa，Ya），（Xb，Yb），（Xc，Yc），（Xd，Yd），再得出屏幕中任意點(diǎn)X轉(zhuǎn)換結(jié)果（Xx，Yx），那么X的坐標(biāo)（x,y）可以通過下式算出來(lái)：

X＝Xb －Xa＝Xd －Xc
Y＝Y(jié)c －Ya＝Y(jié)d －Yb
x ＝ (Xx-Xa) * 128 /X
y = (Yx -Ya) * 160/Y

得出觸摸屏的一系列坐標(biāo)以后，作為手寫識(shí)別軟件的輸入，就可得出輸入的漢字，字符等。

 

　　3. 結(jié)論

 

　　本文簡(jiǎn)單介紹了Nucleus下觸摸屏驅(qū)動(dòng)的開發(fā)，由于當(dāng)前觸摸屏的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣，將對(duì)其他嵌入式系統(tǒng)下驅(qū)動(dòng)的開發(fā)有一定的借鑒意義。

4．本文提供了部分源代碼。