触摸屏驱动设计

1、触摸屏驱动设计文献综述一.触摸屏的介绍1触摸屏的主要类型从技术原理来区别触摸屏，可分为五个基本种类：矢量压力传感技术触摸屏、电 阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。其中矢 量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台；红外线技术触摸屏价格低廉，但其外框易碎， 容易产生光干扰，曲面情况下失真；电容技术触摸屏设计构思合理，但其图像失真问 题很难得到根本解决；电阻技术触摸屏的定位准确，但其价格颇高，且怕刮易损；表 面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷，清晰不容易被损坏，适于各种场合，缺 点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝，甚至不工作。按照触摸屏的工 作原理和传输信

2、息的介质，我们把触摸屏分为四种，它们分别为电阻式、电容感应式、 红外线式以及表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点，要了解哪种触摸屏适 用于哪种场合，关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。2触摸屏的工作原理为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时，我们必须首先用 手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜 单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成；触摸检测 部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触 摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，

3、再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。2.1电阻式触摸屏1、四线电阻屏四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电压：一个竖直方向，一个水平方向。总共需四根电缆。特点：高解析度，高速传输反应。表面硬度 处理，减少擦伤、刮伤及防化学处理。具有光面及雾面处理。一次校正，稳定性高， 永不漂移。2、五线电阻屏五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的 导电工作面上，我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上， 而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体，有触摸后分时检测内层ITO接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。五线电

4、阻触摸屏内层ITO需四条引线，外层只作导体仅仅一条，触摸屏得引出线共有 5条。特点：解析度高，高速传输反应。表面 硬度高，减少擦伤、刮伤及防化学处理。同点接触 3000万次尚可使用。 导电玻璃为 基材的介质。一次校正，稳定性高，永不漂移。五线电阻触摸屏有高价位和对环境要 求高的缺点。2.2电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触摸屏是是一块四层复合玻璃屏，玻 璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层，夹层ITO涂层 作为工作面，四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电

5、容，对 于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电 流分从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距 离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。2.3红外线式触摸屏红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。红外 触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红 外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住 经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体 都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。第五代红外线

6、触摸屏是全新一代的智能技术产品，它实现了1000*720高分辨率、多层次自调节和自恢复的硬件适应能力和高度智能化的判别识别，可长时间在各种恶 劣环境下任意使用。并且可针对用户定制扩充功能，如网络控制、声感应、人体接近 感应、用户软件加密保护、红外数据传输等。2.4表面声波式触摸表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。该种触摸屏由触摸屏、声波发生器、 反射器和声波接受器组成，其中声波发生器能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手 指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置。表面声波触摸屏不受温 度、湿度等环境因素影响，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长（5000万次无故障）； 透光率高（92

7、%），能保持清晰透亮的图像质量；没有漂移，只需安装时一次校正；有 第三轴（即压力轴）响应，最适合公共场所使用。3触摸屏的特性透明性触摸屏大多是由多层的复合薄膜构成，透明性能的将直接影响到触摸屏视觉的效果。当 然，衡量触摸屏的透明性能不仅仅从它的视觉效果来衡量，还包括了透明度、色彩失真度、 反光性和清晰度这四个特性。绝对坐标系统我们最经常使用的鼠标就是一种相对定位系统，它只和鼠标前一次的所处位置坐标 有关。而触摸屏则是一种绝对坐标系统，要选什么就直接点什么，与相对定位系统有着本质 的区别。绝对坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有直接关系，每次触摸 后得到的数据通过校准转为屏幕上的坐

8、标，无论在何种情况下，触摸屏这套坐标在同一点的 输出数据是稳定的。但是由于技术原理的原因，并不能保证同一点触摸每一次都能采样到相 同的数据，不能保证绝对坐标定位，点不准，这就产生了触摸屏技术最怕的难题：漂移。检测与定位各种触摸屏技术全都是依靠传感器来执行工作的，甚至有的触摸屏本身就是一套传感 器。各自所用的传感器和各自的定位原理将会决定触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿 命。二ARM的介绍本文主要介绍基于ARM下的触摸屏驱动程序设计。介绍了触摸屏和ARM微处理器相关的 知识，如触摸屏的工作原理和ARM的结构等；介绍了触摸屏驱动程序的编写，并主要说明； 介绍了触摸屏在实验系统EL-ARM-83

9、0上的实现，并说明设计的最后结果。ARM即Advanced RISC Machines的缩写，既可以认为是一个公司的名字，也可以认为是 对一类微处理器的通称，还可以认为是一种技术的名字。ARM核以性能高、体积小、功耗低、代码密度紧凑、供应源多的著名结合体现出其出色， 其中RISC性能业界顶端。它小尺寸集成、最低的芯片成本、极低的功耗和价格，但却提供 了高性能的处理器。ARM已经成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案 的RISC标准。图2.1为ARM体系结构图，它由32位ALU、31个32位通用寄存器及6位状态寄存器、 32x8位乘法器、32x32位移位寄存器、指令译码及控制逻辑

10、、指令流水线和数据/地址寄存 器组成。和通常用的ALU逻辑结构相同，由两个操作数锁存器、加法器、逻辑功能、结果及零检 测逻辑构成。数据通路周期由寄存器读时间、移位器延时、ALU延时、寄存器写建立时间和 双相时钟间非重叠时间组成。为了减少移位的延时时间，ARM采用32x32位桶型结构移位寄存器。这样移位可以一次 性完成。对于采用预充电的动态逻辑，交叉开关可以由NMOS晶体管来实现。乘法器一般采用“加移位”的方法来实现乘法，ARM为了提高运算速度，则采用两位乘 法的方法。原先的乘法是根据乘数的1位来实现“加-移位”运算，而2位乘法则可根据乘 数的2位来实现“加-移位”运算。ALU总线A31:0线地

11、址 增量器总 线PC 总 线增量器总线扫描控制地址寄存器寄存器组 （32x32位寄存器）V（ALU总线A31:0线地址 增量器总 线PC 总 线增量器总线扫描控制地址寄存器寄存器组 （32x32位寄存器）V（6状态寄存器）指令译码和逻辑控制FBGRQI 了 BREAKPTI *DBGACK *ECLK + nEXEC 一ISYNC 一BL3:0 APE MCLK _nWAIT *nRW *MAS1:0 一nIRQ nFIQ nRESET ABORT *NTRANS *nMRREQ TnOPC 己SEQ *loCk *nCPI CPACPB + nM4:0TBE *TBIT *HIGHZ写数据寄存器指令流水线 读数据寄存器 Thumb指令控制器ArTD31:02.1 ARM体系结构图参考资料：张茹等.嵌入式系统技术基础M.北京邮电大学出版社.2006年徐英慧等.ARM9嵌入式系统设计一基于S3C2410与Linux M.北京航空航天大学出版 社.2007 年.戚正伟等.嵌入式GIS开发及应用M.清华大学出版社.2009年.田泽等.ARM9嵌入式Linux开发实验