安卓的智能工控机触摸屏驱动软件开发
摘 要随着计算机技术的普及，触摸屏逐渐取代了老式的机械按键，成为最新最时尚的电脑输入设备之一，是目前为止最简单、自然、方便的一种很受欢迎的人机交互方式，这种最新的技术就是触摸屏技术，利用这种技术人们只需要用手指在屏幕上轻轻触碰就可以可完成对主机的控制。如今，触摸屏在我国已经有了非常广泛的使用空间，它具有操作简单，可靠性高，稳定性高等优点，为人类的生产生活带来了方便，而触摸屏的实际应用是基于其驱动程序之上，因此触摸屏驱动程序的开发就有了很重要的意义。ARM处理器有很多特点，比如高性能、低成本和高效率及方便灵活、节省空间、直观等，基于安卓操作系统的ARM处理器广泛应用于工业控制器，所以本次实验选用三星公司生产的S5PV210 ARM9 处理器。本文以ARM9为基础，结合嵌入式系统理论分析，研究了在安卓操作系统下的智能工控机的一些驱动程序，其中最主要的是触摸屏的驱动，包括驱动原理和程序，也研究了智能工控机的串口，按键，USB驱动。本次设计的任务是在 ARM9 嵌入式开发板上实现触摸屏，串口，按键，USB的驱动设计，在C++下进行驱动程序的开发编写，编译。在实践仿真阶段利用到了友善之臂smart210 ARM9开发板，触摸屏模块使用S70-AT070TN92 七寸电容屏。
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 嵌入式概述 1
1.2 安卓操作系统概述 1
1.3 触摸屏工作原理及发展趋势介绍 2
第2章 开发环境及工具 6
2.1 嵌入式系统 6
2.2安卓、Linux交叉编译环境的构建 7
第3章 触摸屏驱动 9
3.1电容触控屏的工作原理 9
3.2 输入子系统架构 12
3.3触摸屏驱动程序分析 15
3.3.1触摸屏驱动流程图 15
3.3.2初始化函数 15
3.3.3 probe函数 18
3.3.4 中断 19
3.3.5 设备移除
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
21
第4章 基本外设驱动 23
4.1串口驱动 23
4.1.1 Tty架构 23
4.1.2 串口驱动程序的主要函数和意义 25
4.2 按键驱动 28
4.3 USB驱动 30
第5章 总结与展望 32
5.1 工作总结 32
5.2 工作展望 34
致谢 34
参考文献 35
附录 37
第1章 绪论
1.1 嵌入式概述
随着世界上各种嵌入式产品的出现，嵌入式技术越来越与人们的生活紧密结合。根据权威机构定义，嵌入式系统是指控制、监视或辅助机器设备运行的装置。不过上述定义并不能充分体现出嵌入式系统的精髓，目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。本次设计开发应用嵌入式系统，根据设计需要，确定使用ARM9为硬件平台。ARM9芯片的性价比很高，体积小，价格便宜，性能优越，集成度高且功耗很低，在ARM9上运行程序的稳定性和效率也很高。ARM的应用领域也很广泛，比如工业控制、信息通讯、多媒体，航空航天等，设计开发者已经渐渐将ARM视为最好的解决方案。
1.2 安卓操作系统概述
安卓操作系统是Linux内核在移动手机设备上的体现，它是基于Linux系统的一款开放式的操作系统，安卓系统最早使用Java来开发的，大多用来开发手机app，但是随着编程技术的发展，支持安卓的编程语言不再只是单一局面。在安卓系统底层方面，它使用C/C++作为开发语言。安卓系统的优点很多，比如开放性、挣脱运营商的束缚、丰富的硬件资源、不受任何限制的开发、无缝结合的Google应用，安卓系统的诞生是智能的价格越来越低，因而受到众多开发者和使用者的欢迎，成为真正意义上的开放式操作系统。
安卓系统级开发概述。所谓framework，也就是系统级开发，安卓系统架构有Linux内核及驱动、C/C++框架、java框架、java应用程序。
（1）在Linux内核及驱动其中linux内核及驱动是内核层的，系统总是需要操作系统的支持的，比如内存管理、进程管理、网络协议栈等。
（2）安卓的C/C++框架系统C库：用的是libc。多媒体库SurFaceManager：显示子系统的管理器LibWebCore：web浏览器引擎，支持android浏览器SGL：skia图形库，底层的2D图形引擎3D库：OpenGLFreeType：字体显示安卓的运行环境，这个也应该属于这个框架里面的，安卓操作系统下的虚拟机是VMWare，安卓的开发环境就是由基础的java类库组成和这个VMWare组成。
（3）安卓应用框架提供一系列的服务和系统，包括视图、内容管理器、资源管理器、信息管理器、项目管理器。
1.3 触摸屏工作原理及发展趋势介绍
在众多输入设备中，触控屏因其优异的人机界面，简便的操作，超强的系统功能，很大程度简化了嵌入式系统的输入而被广泛应用。智能工控机就是其中之一，它是根据工业操作者的需求设计控制器功能，触摸屏连接在ARM9 开发板上作为操作者与控制系统联系的核心纽带，准确、快速地为操作者提供信息，帮助后台人员控制机器，在工业领域具有重要作用。
触摸屏技术主要就是快速准确地处理随机触摸点坐标的技术，一旦立即解决这一首要问题，剩下的问题就与鼠标作用过程相同。目前成熟的触摸屏技术有4 种，即红外线式、五线电阻式、表面声波式、电容式,其原理分述如下。触摸屏三个基本技术特性：
透明性。人们要通过触摸屏看到界面，所以触摸屏需要有很好的透明性，而触摸屏是由很多层薄膜层叠复合而成的，如果薄膜的质量不好，透光率低就会直接影响使用者的视线。一个触摸屏透明度的好坏由透光度，色彩失真度，清晰度来决定。
绝对坐标系统。我们以前使用的鼠标定位是根据鼠标前一次的位置来确定的。而触摸屏则是一种绝对坐标系统，手指点在哪坐标就瞬间变换到哪。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关系，在任何情况下，每一次触摸的数据经过处理器的校准转变为屏幕上的坐标，触摸屏这套坐标在同一点的输出数据是稳定的。
检测与定位。各种触摸屏技术都是依靠传感器来工作的，甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。
触摸屏带给我们不仅仅是所触即所得的操作便捷，我们所需要做的只是将手指往屏幕轻轻的一按。同时可以做到非触摸屏不可能实现的功能，譬如你可以在刚照完的照片上面进行随心所欲的涂鸦，就像是自己拿着笔绘画一样。当一个需要在键盘上按几次按钮才能实现的操作，也许在触摸屏幕只需轻轻一划。只需要手指轻轻的接触和触摸，就能将您的物理的碰触转变为数字代码。
未来触摸屏的应用将更加广泛，应用的领域也会越来越多，键盘、按键等老式输入设备将会被之取代。美国触摸屏产业发展较早，是触控技术研发和使用较早的国家之一，其国内触摸屏生产企业升级转型基本已经完成，大部分触控屏流水生产已经转移到国外廉价劳动力市场，其国内保留大部分企业为触控屏上游生产企业，上游生产企业需要雄厚的技术实力，而且产业利润率高，属于高附加值型的知识和技术密集型产业，触控屏生产属于劳动力和资源密集型产业，美国具有触控屏使用量最大的苹果和微软公司等，但是其所需触摸屏产品基本上90%多都是由国外厂家代工生产，2012年美国国内触摸屏面板的出货量仅占全球总出货量不到7%。近几年，触控屏技术得到惊人的发展，随着人们生活的多样化对触摸屏的需求也日益增长，由于触摸屏操作简单，材质坚固，使用寿命长，反应快，很好的满足了现代人获取信息的要求，触摸屏行业的发展前景一片大好。全球重要的触屏生产厂商集中于日韩、台湾地区，其次是中国大陆地区。全球主要触摸屏供货商有台湾的洋华公司及界面光电公司、中国大陆的广州华意、日本的Nissha和Wacom等是全球重要的触摸屏生产商。如今对触摸屏技术开发最成熟的是日本，在日本有很多研究触摸屏的机构，也有很多世界领先的生产触摸屏的公司，而中国台湾也在逐渐发展触摸屏产业，追赶日本的脚步，比如台湾HTC公司在触摸屏领域就很有名。先进的触摸屏技术提供商已经从早期的红外屏、四线电阻式屏发展到电容式触摸屏，现在又发展到了声波触摸屏、五线电阻式触摸屏，而且尺寸正在向10英寸以上的电脑、电视发展。中国大陆追赶步伐，国内触摸屏行业进入了快速发展时期，目前国内触摸屏市场正逐步成熟。近年来，由于政策支持力度的加大，以及触摸屏市场的复苏，中国触摸屏投资环境大大改善，大量资本进入中国触摸屏领域，海内外、多主体的联合投资成为触摸屏投资的主流形式。由于国内很多大企业都看好触摸屏的发展，所以简介赞助触摸屏市场，是它的资金来源更加丰富，为触摸屏的发展打下坚实的基础。股票市场与触摸屏企业成功对接之后，将大大提高中国触摸屏企业的竞争力。而要使用这些触摸屏，就需要与之对应的驱动程序，才能使之正常运作。一个设备的驱动程序有着至关重要的作用，是可以让控制器和设备进行连接通信的一种特殊程序，相当于硬件的接口，操作系统只有通过它，才能控制硬件设备正常工作，如果某设备的驱动程序没有安装或者出现问题，该设备便不能正常运行。设备驱动程序是Linux内核的重要组成部分，控制了操作系统和硬件设备之间的交互。Linux的设备治理是和文件系统紧密结合的，各种设备都以文件的形式存放在/dev目录下，成为设备文件。应用程序可以打开、关闭、读写这些设备文件，对设备的操作就像操作普通的数据文件一样简便。为开发便利、提高效率，本设计采用可安装模块方式开发调试触摸屏驱动程序。
目录
摘要 I
ABSTRACT II
第1章 绪论 1
1.1 嵌入式概述 1
1.2 安卓操作系统概述 1
1.3 触摸屏工作原理及发展趋势介绍 2
第2章 开发环境及工具 6
2.1 嵌入式系统 6
2.2安卓、Linux交叉编译环境的构建 7
第3章 触摸屏驱动 9
3.1电容触控屏的工作原理 9
3.2 输入子系统架构 12
3.3触摸屏驱动程序分析 15
3.3.1触摸屏驱动流程图 15
3.3.2初始化函数 15
3.3.3 probe函数 18
3.3.4 中断 19
3.3.5 设备移除
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
21
第4章 基本外设驱动 23
4.1串口驱动 23
4.1.1 Tty架构 23
4.1.2 串口驱动程序的主要函数和意义 25
4.2 按键驱动 28
4.3 USB驱动 30
第5章 总结与展望 32
5.1 工作总结 32
5.2 工作展望 34
致谢 34
参考文献 35
附录 37
第1章 绪论
1.1 嵌入式概述
随着世界上各种嵌入式产品的出现，嵌入式技术越来越与人们的生活紧密结合。根据权威机构定义，嵌入式系统是指控制、监视或辅助机器设备运行的装置。不过上述定义并不能充分体现出嵌入式系统的精髓，目前国内一个普遍被认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。本次设计开发应用嵌入式系统，根据设计需要，确定使用ARM9为硬件平台。ARM9芯片的性价比很高，体积小，价格便宜，性能优越，集成度高且功耗很低，在ARM9上运行程序的稳定性和效率也很高。ARM的应用领域也很广泛，比如工业控制、信息通讯、多媒体，航空航天等，设计开发者已经渐渐将ARM视为最好的解决方案。
1.2 安卓操作系统概述
安卓操作系统是Linux内核在移动手机设备上的体现，它是基于Linux系统的一款开放式的操作系统，安卓系统最早使用Java来开发的，大多用来开发手机app，但是随着编程技术的发展，支持安卓的编程语言不再只是单一局面。在安卓系统底层方面，它使用C/C++作为开发语言。安卓系统的优点很多，比如开放性、挣脱运营商的束缚、丰富的硬件资源、不受任何限制的开发、无缝结合的Google应用，安卓系统的诞生是智能的价格越来越低，因而受到众多开发者和使用者的欢迎，成为真正意义上的开放式操作系统。
安卓系统级开发概述。所谓framework，也就是系统级开发，安卓系统架构有Linux内核及驱动、C/C++框架、java框架、java应用程序。
（1）在Linux内核及驱动其中linux内核及驱动是内核层的，系统总是需要操作系统的支持的，比如内存管理、进程管理、网络协议栈等。
（2）安卓的C/C++框架系统C库：用的是libc。多媒体库SurFaceManager：显示子系统的管理器LibWebCore：web浏览器引擎，支持android浏览器SGL：skia图形库，底层的2D图形引擎3D库：OpenGLFreeType：字体显示安卓的运行环境，这个也应该属于这个框架里面的，安卓操作系统下的虚拟机是VMWare，安卓的开发环境就是由基础的java类库组成和这个VMWare组成。
（3）安卓应用框架提供一系列的服务和系统，包括视图、内容管理器、资源管理器、信息管理器、项目管理器。
1.3 触摸屏工作原理及发展趋势介绍
在众多输入设备中，触控屏因其优异的人机界面，简便的操作，超强的系统功能，很大程度简化了嵌入式系统的输入而被广泛应用。智能工控机就是其中之一，它是根据工业操作者的需求设计控制器功能，触摸屏连接在ARM9 开发板上作为操作者与控制系统联系的核心纽带，准确、快速地为操作者提供信息，帮助后台人员控制机器，在工业领域具有重要作用。
触摸屏技术主要就是快速准确地处理随机触摸点坐标的技术，一旦立即解决这一首要问题，剩下的问题就与鼠标作用过程相同。目前成熟的触摸屏技术有4 种，即红外线式、五线电阻式、表面声波式、电容式,其原理分述如下。触摸屏三个基本技术特性：
透明性。人们要通过触摸屏看到界面，所以触摸屏需要有很好的透明性，而触摸屏是由很多层薄膜层叠复合而成的，如果薄膜的质量不好，透光率低就会直接影响使用者的视线。一个触摸屏透明度的好坏由透光度，色彩失真度，清晰度来决定。
绝对坐标系统。我们以前使用的鼠标定位是根据鼠标前一次的位置来确定的。而触摸屏则是一种绝对坐标系统，手指点在哪坐标就瞬间变换到哪。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关系，在任何情况下，每一次触摸的数据经过处理器的校准转变为屏幕上的坐标，触摸屏这套坐标在同一点的输出数据是稳定的。
检测与定位。各种触摸屏技术都是依靠传感器来工作的，甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。
触摸屏带给我们不仅仅是所触即所得的操作便捷，我们所需要做的只是将手指往屏幕轻轻的一按。同时可以做到非触摸屏不可能实现的功能，譬如你可以在刚照完的照片上面进行随心所欲的涂鸦，就像是自己拿着笔绘画一样。当一个需要在键盘上按几次按钮才能实现的操作，也许在触摸屏幕只需轻轻一划。只需要手指轻轻的接触和触摸，就能将您的物理的碰触转变为数字代码。
未来触摸屏的应用将更加广泛，应用的领域也会越来越多，键盘、按键等老式输入设备将会被之取代。美国触摸屏产业发展较早，是触控技术研发和使用较早的国家之一，其国内触摸屏生产企业升级转型基本已经完成，大部分触控屏流水生产已经转移到国外廉价劳动力市场，其国内保留大部分企业为触控屏上游生产企业，上游生产企业需要雄厚的技术实力，而且产业利润率高，属于高附加值型的知识和技术密集型产业，触控屏生产属于劳动力和资源密集型产业，美国具有触控屏使用量最大的苹果和微软公司等，但是其所需触摸屏产品基本上90%多都是由国外厂家代工生产，2012年美国国内触摸屏面板的出货量仅占全球总出货量不到7%。近几年，触控屏技术得到惊人的发展，随着人们生活的多样化对触摸屏的需求也日益增长，由于触摸屏操作简单，材质坚固，使用寿命长，反应快，很好的满足了现代人获取信息的要求，触摸屏行业的发展前景一片大好。全球重要的触屏生产厂商集中于日韩、台湾地区，其次是中国大陆地区。全球主要触摸屏供货商有台湾的洋华公司及界面光电公司、中国大陆的广州华意、日本的Nissha和Wacom等是全球重要的触摸屏生产商。如今对触摸屏技术开发最成熟的是日本，在日本有很多研究触摸屏的机构，也有很多世界领先的生产触摸屏的公司，而中国台湾也在逐渐发展触摸屏产业，追赶日本的脚步，比如台湾HTC公司在触摸屏领域就很有名。先进的触摸屏技术提供商已经从早期的红外屏、四线电阻式屏发展到电容式触摸屏，现在又发展到了声波触摸屏、五线电阻式触摸屏，而且尺寸正在向10英寸以上的电脑、电视发展。中国大陆追赶步伐，国内触摸屏行业进入了快速发展时期，目前国内触摸屏市场正逐步成熟。近年来，由于政策支持力度的加大，以及触摸屏市场的复苏，中国触摸屏投资环境大大改善，大量资本进入中国触摸屏领域，海内外、多主体的联合投资成为触摸屏投资的主流形式。由于国内很多大企业都看好触摸屏的发展，所以简介赞助触摸屏市场，是它的资金来源更加丰富，为触摸屏的发展打下坚实的基础。股票市场与触摸屏企业成功对接之后，将大大提高中国触摸屏企业的竞争力。而要使用这些触摸屏，就需要与之对应的驱动程序，才能使之正常运作。一个设备的驱动程序有着至关重要的作用，是可以让控制器和设备进行连接通信的一种特殊程序，相当于硬件的接口，操作系统只有通过它，才能控制硬件设备正常工作，如果某设备的驱动程序没有安装或者出现问题，该设备便不能正常运行。设备驱动程序是Linux内核的重要组成部分，控制了操作系统和硬件设备之间的交互。Linux的设备治理是和文件系统紧密结合的，各种设备都以文件的形式存放在/dev目录下，成为设备文件。应用程序可以打开、关闭、读写这些设备文件，对设备的操作就像操作普通的数据文件一样简便。为开发便利、提高效率，本设计采用可安装模块方式开发调试触摸屏驱动程序。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/3038.html
