基于μClinux的触摸屏设计与关键技术分析 02 触摸屏, Linux, 技术, 程序, 接口

samwalton

制字，转换完成后再通过SPI读出电压转换值。

3软件设计

　　3.1μClinux下驱动程序的特点
　　μClinux继承了Linux的设备管理方法，将所有的设备看做具体的文件，通过文件系统层对设备进行访问。所以在Clinux的框架结构中，和设备相关的处理可以分为两个层次——文件系统层和设备驱动层。设备驱动层屏蔽具体设备的细节，文件系统层则向用户提供一组统一的规范的用户接口。这种设备管理方法可以很好地做到“与设备无关性”，使Clinux可以根据硬件外设的发展进行方便的扩展，比如要实现一个设备驱动程序，只要根据具体的硬件特性向文件系统提供一组访问接口即可。
　　μClinux中的设备可以分为3类：字符设备、块设备和网络设备。其中字符设备没有缓冲区，数据的处理是以字节为单位按顺序进行的，它不支持随机读写，触摸屏即属于字符设备的一种。
　　驱动程序在内核中装载的方式有两种：一种是直接编译进内核，在系统初始化的时候就对设备进行注册；一种是模块化加载的方法，将驱动程序编译成目标文件（*.o），需要添加设备时，使用insmod命令向系统注册，停止使用时，用rmmod命令卸载。对于触摸屏这种基本的输入工具，建议采取直接编译进内核的方式，这样系统一启动就可以使用了。
　　向内核注册一个字符设备的函数为：externintregister_chrdev(unsignedintmajor,constchar*name, structfile_operations*fops)；内核用主设备号和次设备号惟一地标识一个设备。参数major对应所请求的主设备号，name对应设备的名字，fops是一个指向file_operations结构的指针，它是Clinux下编写驱动程序用到的一个关键的数据结构，它提供了应用空间与驱动程序的调用接口。这个数据结构的每一项都指向驱动程序完成的一个功能。
　　在2.4版本内核中对该结构采取标记结构初始化语法（TaggedStructureInitializationSyntax），与2.0内核比较，这种语法可移植性更好，程序的可读性和代码的紧凑性都比较好。以触摸屏为例：
　　static struct file_operations ts_fops={
　　owner:THIS_MODULE,
　　read:ts_read, //读数据操作
　　poll:ts_poll, //非阻塞操作
　　ioctl:ts_ioctl, //I/O控制操作
　　open:ts_open, //打开设备
　　release:ts_release, //释放设备
　　fasync:ts_fasync, //异步触发}
　　完整的结构还包括llseek、readdir等函数指针，只是由于在本程序中没有用到，所以省略不写，内核把它们默认为空（NULL）。
　　3.2触摸屏驱动程序的流程及关键函数
　　在本设计中，我们使用μClinux2.4内核。驱动程序主要设计思想是：驱动程序在初始化结束后，进入空闲状态，等待中断的到来。一旦笔中断(pen_irq)发生，则进入中断处理程序，进行数据采样、转换和传输，同时，程序对各种不同的情况进行鉴别和异常处理。
　　触摸屏软件流程如图3所示。在驱动程序中设定了触摸屏所处的7个不同状态，分别用从-1到5的数字表征，这7个状态构成了一个触摸屏状态机，系统根据当前状态做出下一步的处理，如表1所示。整个软件设计根据功能可以划分为5个部分，分别是初始化、设备打开、读操作、中断处理以及I/O控制，下面具体介绍每一部分。

3.2.1驱动程序初始化

　　在mc68328digi_init（）中向内核注册设备驱动函数：err=misc_register(&mc68328_digi),在init_ts_settings（）中设定触摸屏的当前参数：内核版本号、笔移动判别阈值、采样时间、消除抖动开关、消除抖动时间等参数，这些均由用户根据自己的液晶屏以及精度要求来定制，也可以在应用程序中用I/O控制函数ioctl()来设定，本文将在参数分析中具体分析这些参数的意义。