一种数字式触摸屏驱动设计方案

时间：2011-07-29

　　引言

　　触摸屏具有坚固耐用、反应迅速、节省空间等优点，目前正逐渐取代传统的鼠标、键盘等人机交互设备，并已广泛应用于工业控制系统、消费电子产品、医疗设备等领域。触摸屏分为模拟式和数字式触摸屏2种。目前基于WinCE5.0的嵌入式系统大多采用模拟式触摸屏，虽然其高、支持手写输入，但由于存在坐标漂移的情况，因此，需要经常进行校准。这不符合工业环境下长期稳定运行的要求。数字式触摸屏价格低廉、性能稳定、装配简易、不需外接控制器、无坐标漂移、不需要重新定位。这些特性都使数字式触摸屏成为恶劣工业环境下触摸输入的设备。因此，采用数字式触摸屏开发嵌入式产品，有着重要的现实意义。

　　1　数字式触摸屏工作原理

　　数字式触摸屏由上下2层高透明的导电层组成。

　　上下层之间用细微绝缘点隔开，从玻璃或薄膜片引出引线，一般将引线设计成行列式。当触摸板表面无压力时，上下层是互相绝缘的2层导体；一旦有压力施加到触摸板，上下层就会互相接触，从而形成回路。触摸屏硬件电路结构如图1所示。

　　图1中：CPLD（complexprogramablelogicdevice）充当了触摸屏控制器的角色，数字式触摸屏的引线全部连接到CPLD上，由CPLD对数字式触摸屏的输入输出进行控制。根据数字式触摸屏的结构，把数字式触摸屏的行列引线分成KeyIn和KeyOut这2组。行引线对应KeyOut组、列引线对应KeyIn组。KeyIn组每根引出线上都有上拉电阻。当没有点接触时，KeyIn组上的信号是高电平，CPU通过对CPLD的片选和读写，把行信号通过数据总线和CPLD传给触摸屏的KeyOut组。初始化时，KeyOut组上的信号为低电平；当有点接触时，Key2In组上某根或几根引线上的信号变成低电平，经CPLD后，转变成中断信号输入到CPU,从而触发CPU中断。

　　2　触摸屏WinCE5.0驱动模型

　　WinCE5.0设备驱动程序分为单片驱动程序（mono2lithicdevicedriver）和分层驱动程序（layereddevicedriv2er）2种类型。在触摸屏驱动开发过程中使用分层驱动开发模式，这样可以降低开发难度、缩短开发周期。

　　分层驱动程序的代码分为上层模型设备驱动MDD（modeldevicedriver）和下层平台相关驱动PDD（platformdependencedriver）。MDD层包含某一类型的驱动程序所通用的代码；PDD层包含特定的硬件或平台专用的代码。当操作系统访问硬件时，MDD层调用特定的PDD函数来访问相应硬件。在驱动开发过程中，一般无需更改MDD的代码，而只需修改PDD层的代码。分层驱动程序中存在2类接口函数：

　　①在操作系统与MDD之间的DDI（devicedriverinterface）函数；

　　②在MDD和PDD之间的DDSI（devicedriverserviceproviderinterface）函数。

　　当操作系统访问硬件时，首先通过使用DDI函数与驱动程序交互；然后在驱动程序内部，MDD通过DDSI函数与PDD进行交互；由PDD完成真正的硬件访问操作。触摸屏驱动程序分层结构模型如图2所示。

　　3　触摸屏驱动程序的实现

　　触摸屏设备驱动程序在编译时，被静态链接到GWES程序，系统运行时由GWES.exe加载。MDD可以用微软的代码tchmdd.lib来开发触摸屏驱动，而关键在于根据触摸屏设备，编写特定硬件的PDD。触摸屏的驱动程序主要由TouchPanelEnable、TouchPanelD2isable、TouchPanelpISR和TouchPanelGetDeviceCaps等功能函数组成。触摸屏驱动读取硬件数据并转换为特定触摸屏事件传送给GWES。

　　触摸屏驱动程序中需要实现的PDD层的DDSI函数如下所示。