基于windowsce的觸摸屏驅動設計畢業論文之一(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 式系統的要求， Windows CE 支持在多種不同的 CPU 硬件平臺上運行。 Windows CE 系統一般包括 4 個主要模塊，它們分別為內核模塊、對象存儲模塊、圖像，窗口和事件子系統模塊、通信模塊。和其它黨風的操作 系統一樣，內核是 Windows CE 的核心，它主要負責內存管理、進程調度等功能。 圖 12 Windows CE 體系結構圖 開 發工具 Shell 內核 對象存儲 GWES 網絡與通信 相關的驅動程序 相關的硬件平臺 Windows CE 的應用程序 河南科技大學本科畢業設計 （論文） 5 167。 嵌入式處理器 ARM920T 嵌入式處理器是嵌入式系統的核心，是控制、輔助系統運行的硬件單元。在嵌入式領域，嵌入式處理器的內核幾乎全是 RISC（ Reduced Instruction Set Computer，即精簡指令集計算機）指令集的內核。嵌入式處理器可分為：低端的微控制器、中高端的嵌入式微處理器、通信領域的 DSP 處理 器和高度集成的片上系統。 嵌入式微控制器（ Micro Controller Unit， MCU）也稱單片機，它將整個計算機系統集成到一塊芯片中。微控制器一般以某一種微處理器為核心，芯片內部集成 FLASH、 RAM、總線邏輯、定時器 /計數器、看門狗、串行口、A/D 及 D/A 等各種必要的功能模塊和外圍設備。 嵌入式微處理器（ Micro Processor Unit， MPU）是有通用的計算機中的CPU 演變而來的，與計算機處理器相比，它在實際的應用中，只保留與嵌入式應用緊密相關的功能硬件，去除其他的冗余功能部分，配上必要 的擴展外圍電路，這樣可以以最低的功耗和資源滿足嵌入式應用的特殊要求。 DSP（ Digital Signal Processor）處理器對系統的結構和指令進行了特殊設計，使其適應執行特殊的 DSP 算法，編譯速率高，指令的執行速度快。在數字濾波領域、 FFT、譜分析等方面， DSP 算法正在被大量引入嵌入式領域。DSP 應用正從通用的單片機中以普通指令實現 DSP 功能，過渡到采用 DSP處理器。 典型的嵌入式微處理器主要有 ARM 處理器、 MIPS 處理器、 POWERPC處理器。在本次設計中用到的處理器是 ARM，在此做一下詳細介紹 ： ARM 即 Advanced RISC Machines 的縮寫， ARM 公司專注于設計。 ARM 核以高性能、體積小、低功耗、代碼密度緊湊和多供應源的出色結合而著稱。 ARM 處理器出色的性能是系統設計者可以得到完全滿足其準確要求的解決方案。 ARM 32 位體系結構是 32 位嵌入式 RISC 微處理器核。所有的 ARM 處理器共享這一體系結構。 ARM 處理器本身是 32 位設計，但也配備 16 位 THUMB 指令集，以允許軟件編碼為更低的 16 位指令。與等價的 32 位代碼相比，16 位代碼占用的存儲空間節省高達 35%，然而卻保留了 32 位系統所有 的優河南科技大學本科畢業設計 （論文） 6 勢。 ARM 作為嵌入式系統中的處理器，具有低電壓、低功耗和低集成度等特點；并具有開放和可擴性。 ARM9 微處理器在高性能和低功耗方面很具特色，有如下主要特點： 5 級整數流水線，指令執行效率更高；提供 的哈佛結構；支持 32 位 ARM 指令集和 16 位 Thumb 指令集；支持 32 位高速 AMBA 總路線接口；全性能的 MMU，支持 Windows CE、 Linux、 Palm OS 等多種主流嵌入式操作系統； MPU 支持實時操作系統；運行數據 Cache和指令 Cache，具有更高的指令和數據處理能力。 167。 S3C2410A 處理器 S3C2410A 是 Samsung 公司推出的 16/32 位處理器，主要面向手持設備以及高性價比、低功耗的應用。 S3C2410 有兩個型號： S3C2410A 和 S3C2410X， A 型是 X 型的改進型，相對來說有更好的性能和更低的功耗。本次畢業設計使用的 ELARM830 實驗箱采用的處理器就是 S3C2410A 處理器。 S3C2410A 在片上集成了以下豐富的組件：分開的 16KB 指令 Cache 和 16KB 數據 Cache、用于虛擬存儲器管理的 MMU、 LCD 控制器（支持 STN 和TFT）、 NAND FLASH 啟動裝 置器、系統管理器、 3 通道 UART、 4 通道 DMA、 4 通道 PWM 定時器、 I/O 口、 RTC、 8 通道 10 位 ADC 和觸摸屏接口、 IIS 總線接口、 USB 主設備、 USB 從設備、 SD 主卡和 MMC 卡接口。同時它還采用了 AMBA（ Advanced Microcontroller Bus Architecture，先進的微控制器總線體系結構）新型總線結構。 S3C2410A 的 CPU 內核采用的是 ARM 公司設計的 16/32 位 ARM920T RISC 處理器。 ARM920T 實現了 MMU、 AMBA 總線和 Harvard 高速緩存體系結構，該結 構具有獨立的 16KB 指令 Cache 和 16KB 數據 Cache，每個 Cache 都是由 8 個字長的行組成。 河南科技大學本科畢業設計 （論文） 7 第 2章 Windows CE 的驅動程序 167。 驅動程序的相關知識 167。 驅動程序的功能 設備驅動程序在操作系統中通常扮演著無名英雄的角色。一般而言，由于驅動程序的存在，大多數操作系統上的應用程序都是與硬件無關的，應用程序的開發者和最終用戶通常都不必關心底層的硬件到底是如何工作。但是Windows CE 操作系統之所以能夠支持各種各樣的硬件設備，是因為對每一款硬件設備，都有其對應的設備驅動程序；否則這款設備就無法在 Windows CE 下正常使用。 設備驅動程序是操作系統與硬件交互的方式，是連接硬件與操作系統之間的橋梁。通常，設備驅動程序在操作系統與硬件之間扮演著特殊的角色，它們是一個個獨立的 “黑盒子 ”，使某個設備可響應一些定義良好的編程接口，同時隱藏了設備工作的細節。這組標準化的接口通常由操作系統定義，它們一般與驅動程序的類型相關而與具體的硬件無關。驅動程序的作用就是實現這組接口，并將這些接口的實現 “映射 ”到具體的對硬件某項操作上。通常，這組接口被稱作驅動程序接口。 圖 21 觸摸屏驅動程序模型 應用程序 系統調用 操作系統 觸摸屏 觸摸屏驅動程序 驅動程序接口 硬件操作 應用程序接口 系統接口 觸摸屏接口 河南科技大學本科畢業設計 （論文） 8 一個圖形界面應用程序要通過觸摸屏發送信息。圖形界面應用程序本身并無須知道這臺機器上配備的觸摸屏型號和工作原理，它只需調用操作系統的函數（系統調用）與操作系統交互。就操作系統而言，操作系統依然不需要直接與硬件交互，而僅僅需要與驅動程序交互。對于上圖中的觸摸屏驅動程序，操作系統會公開一些預先定義的驅動程序接口。真正訪問硬件的操作發生在驅動程序中，不同的硬件，通常其工作機制不同。驅動程序的任務，就是把操作系統的驅動接口 “映射 ”到具體的功能實現中。因此，通過驅動程序的抽象，操作系統與應用程序 都可實現與具體硬件無關，因而增強了整個系統的靈活性。 167。 驅動程序模型 隨著操作系統與外部設備的復雜性越來越高，操作系統與外設交互的復雜程度也在不斷地提高。為了簡化驅動程序的編寫，在很多操作系統上，通常人們會把驅動程序分成不同的互相分離的層。一般來講，每一層都會提供一些預先定義的接口，用來處理 I/O 設備的數據。分層帶來的一大好處是開發人員在編寫驅動程序的時候，通常只須提供或修改某些層的實現，而不用從頭開始編寫整個驅動程序。 這時首先要把外設及其驅動程序進行分類，例如網卡設備、顯卡設備、打印機及串口等，然后把 某一類外設的共性提取出來，作為獨立的一層，并提供通用的代碼或庫。對于這一類設備，驅動開發人員就無須再重復實現這些通用的部分，從而提高開發的效率。這些通過提取某些驅動的共性而被抽象出來的接口和層，通常就被稱做驅動模型。 167。 編寫驅動程序的要素 通常，任何一款操作系統都會自帶大量的硬件驅動程序作為支持。但是在下面幾種情況下，依然須編寫自己的驅動程序： （ 1） 操作系統沒有內置支持的硬件 這是最常見的編寫驅動程序的理由，當開發一套解決方案時，其中有可能會用到一些第三方甚至是自制的硬件設備。但是操作系統并沒有提供這些河南科技大學本科畢業設計 （論文） 9 設備的 驅動程序。如果須讓設備工作起來，那么唯一的方法就是自己編寫這些設備的驅動程序。 （ 2） 擴展已有驅動的功能 有時會遇上這種情況：我們已有了外設的驅動程序，但是此驅動程序只實現了配件的部分功能。如果這些功能能不能滿足要求，那么通常就必須為它提供擴展功能。一種解決方案是從頭編寫該外設的驅動；另外一種比較簡單的方式，是把現在的驅動程序進行封裝，在提供原有功能的基礎上，再增加更多、更廣泛的功能，此方式在沒有驅動程序源代碼的情況下更為有效。 （ 3） 提供軟件層面的服務 并非所有的設備驅動程序都是直接與硬件相關的。有時，可通過驅動程序 ，提供軟件層面的一些服務，這種驅動程序通常被稱做偽驅動。偽驅動通常不會直接與某個硬件交互，而僅僅實現操作系統提供的驅動程序接口，從操作系統的角度來看，偽驅動與普通的驅動程序沒有其他不同。偽驅動最常見的使用方式是為上層軟件提供一些服務。 設備驅動程序的代碼是直接與硬件