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2009年苇8基第6期(忌第120期) 115 构建简易嵌入式LINUX触摸屏系统 姚晓玲 (汕头市超声仪器研究所有限公司,广东汕头515041) 摘要:触摸屏因方便灵活、节省空间、直观等特点。
作为嵌入式系统的输入设备越来越受各种终端产品生厂商的青睐。
而Linux操作系统因为有着源
代码公开、便于裁减的优点,是当前嵌入式系统的一大热门选择。
本文在构造硬件的基础上,深入的讨论怎么样在Lint=操作系统里添加触摸屏功能使其成为一个独立系统。
关键宇:嵌入式系统;Linux;触摸屏;ARM;MiniGUI 中图分类号:TP311.11 文献标识码:A 文章编号:1671—8089(2009)06--0115--02 一、引言 以用来写字画画,比较适合工业控制领域及办公室内有限人的使 随着多媒体信息查询的与日俱增,作为一种新的电脑输入设 用。
缺点是太用力或使用锐器触摸可能划伤整个触摸屏而导致报废。
备,触摸屏的应用范围越来越广。
触摸屏具有坚固耐用、反应速度 (二)ARM内核。
ARM处理器本身是32位设计,但也配备16快、节省空间、易于交流等许多优点,它使人机交互更为直截了 位指令集。
我们选用了其中一款高度集成的片上系统处理器,它当,即使是对计算机一无所知的人,也照样能够信手拈来,使计算 拥有先进的200兆赫ARM920T处理器,以及支持Linux⑧、机展现出更大的魅力。
触摸屏主要用于公共信息的查询,如政府 Windows堪)CE和其它许多嵌入式操作系统的存储器管理单元机关、医疗卫生、电信、税务、银行、电力等部门的业务查询;城市 (MMU)。
同时还具有多种标准接口:街头的信息查询,它的使用与推广大大方便了人们查阅和获取各 l、具备内置型IDE接口。
种信息。
2、集成运行速度为12Mbps的三端I=i USB 2.0全速主机和 嵌入式Linux是一种可以进行裁减、修改使之能在嵌入式计 三个UART。
算机系统上运行的操作系统,既继承了〕ntemet上的无限的开放 3、支持包括触摸式屏幕,数字键盘以及高品质音质(sPL PS,源
代码资源,又具有嵌入式操作系统的特性。
该系统具有较高的 和AC’97)。
稳定性和安全性、良好的硬件支持、标准兼容性和资源丰富等功 4、内置一个高性能1/10/100 Mbps以太网媒体存取控制器能。
由于现实中使用的触摸屏系统一般功能简单,是以多数是建 (MAC)。
以及外部接口,可连接SPI、瑙音频、Raster/LCD、IDE存立在嵌入式系统上的。
本文介绍的正是笔者在制作实际的嵌入式 储外设、小键盘和触摸屏等。
Linux触摸屏系统的设计方案。
5、还包括2维画面加速器,通过块拷贝,块填充,划线,以及 二、系统搭建 位处理提高性能。
其支持1024x768(XGA)的分辨率。
笔者基于ARM9内核,使用日立7寸480X200的液晶屏,并 三、软件设计在其表面附着同样大小的四线电阻式触摸屏,嵌入式Linux内核 (一)驱动新添加的硬件。
2.6.8和MiniGUll.3.3,Lite版本,设计了一套简单可行的嵌入式 1、驱动液晶屏。
触摸屏系统。
如图一所示。
(1)内核配置: make xcontlg Graphics support一> Support for frame buffer devices一> EP93xx fhme buffer suppotr—> EP93xx frame buffer display-> LCD display EP93xx frame buffer depth-> 16bpp true color 图一系统连接示意图 (2)修改驱动程序。
(一)触摸屏。
触摸屏的基本原理是,用手指或其他物体触摸 打开文件linux一2.6.8.1.2/drivers/video/ep93xxfl).c(相对路径安装在显示器前端的触摸屏时,所触摸的位置(以坐标形式)由触 下同)摸屏控制器检测,并通过接口送到CPU,从而确定输入的信息。
按 在static struct ep93x.xtb_videofiminga modedb〔〕=中增加照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,把触摸屏分为五种,分 【11】={别为电阻式、电容感应式、红外线式、表面声波式以及近场成像 .name=”HITACHI.1X18D17VM2BAA”。
式。
其中电阻式触摸屏以其高性价比最为嵌入式系统所采用。
.hres=480, 电阻触摸屏是不怕灰尘和水汽,可以用任何物体来触摸,可 .hfp= 加. 万方数据116 2009年第8卷第6期!墨蔓!垫舅) .hsyne=96, 其次,编译前还需要修改configure的属性为可执行,并指定 .hbp=32, 编译的目标系统名称和交叉编译工具地址。
.vres=290, 交叉编译完成后,将需要的文件ewas.cord、lib/is、libts-O.0.SO. .
vfp=24, 0、hbt8-0.0.SO.0.1.O和libts.SO分别复制到目标文件系统里。
如果 .vsync=2, 需要is_calibrate来对触摸屏进行校准,则一并复制。
.vbp=11, 3、改写IAL引擎。
修改了MiniGUI的LAL引擎一文件2410. .refr啪h=l l 8. c,这里主要是根据实际需求制定了触摸屏的允许范围。
.width=320, 将上面编译生成的文件t8肺.h拷贝到待编译的MimGUI安 .heisht=180, 装文件夹中,同样的交叉编译前也需指定编译的目标系统名称和 .clk src=CLK_INTERNAL 交叉编译工具地址。
运行指令: .clk_edge=EDGE FALLING, dconfigure--enable—gaJecoslcd--yes---enable--debug--yes--en- .pol_blank=POL_LOW, able-smdk2410ial LDFLAGS=”-L/usr/lib/tsl-lts”一一build=i686一pc— .poLhsync=POL_IL)W, linux—gnu一—host:l啪-l抽ux—target=咖一linux .pol vsync=POL_LOW, 这里LDFLAGS=”-Ltusr/lib/tsl-lts”告诉编译器应该到哪里去 l, 找tslib有关的共享文件,_lt8则告诉链接器最后生成的MiniGUI 同时修改 的共享库文件最后要和ts库链接。
#cllf def’med(CONFIQFB_EP93XX_LCD) 将生成的src/.fibs下的.SO文件拷贝到目标文件系统的/lib。
#define DEFAULT MODE 1 1 修改目标文件系统的配置文件MiniGUI.吨: 2、驱动触摸屏。
ial_engine=SMDK2410 内核配置: mdev=/dev/misc/ep93xx_ts make xconflg defauhmode--480x290-16bpp//X日”应液晶屏的分辨率 Input device support-> (三)设置系统。
运行更新内核后的嵌入式系统,运行ts...cal- Touchscreens-> ibmte。
测试结果符合期望。
如果要让系统上电后就能直接运行 EP93xx Touchscreen ts_calibmte.可在目标文件系统的/etc/profile文件中增加下面几 (二)用tslib为MiniGUl提供触摸屏的IAL引擎 句: 1、嵌入式Linux下的GUI概况。
由于嵌入式系统实时性要求 export TSLIB_PLUGINDIR=/Iib/ts ,脂定触摸屏插件所在非常高,对GUI的要求也更高。
这些系统一般不希望建立在庞大 路径累赘的、非常消耗系统资源的操作系统和GUI之上,比如Wip export-IsUB-1SDEVICE—dev,mi8c,ep93n_ts,脂定触摸屏dows或X Window,太过庞大和臃肿。
嵌入式系统对GUI的基本 设备节点文件要求包括轻型、占用资源少、高性能、高可靠性及可配置。
MiniGUI export TSLIB_CALIBFILE=/etc/pointercal,脂定触摸屏校准和Microwindows、Qt—Embedded是当前嵌入式Linux中比较流行 文件pointercal的存放位置的三大嵌入式Linux的图形用户接口的解决方案。
其中,Mi— export TSLIB_CONFFILE--Jetc/ts.cod,脂定TSLIB配置文crowindows所提供的窗口处理功能还不够完善,Qt-Embedded又 件的位置是不开放源码的,而MimGUI因为其“小”的特色和对中文最好的 export TSLIB_FBDEVICE;/dev/Ib0,,指定帧缓冲设备支持以及中文参考资料的配备等独特优点,在嵌入式的实际GUI 修改完成后,重新启动嵌入式系统,就能直接运行is_call—方案选型中,Mi面GUI也成为国人作实验研究或者项目所青睐的 brate了。
解决方案。
四、测试与结论 GAL(图形抽象层)和IAL(输入抽象层)是MiniGUI的两个基 本文详细说明了如何构建一个简要的嵌入式触摸屏系统。
实础设施,它们的实现需要“图形引擎”和“输入引擎”两种底层代 际的测试结果表明,这种做法是有效的。
根据实际需要添加相应码。
Linux系统已为GAL引擎提供了一种基础设施--Frame-- 的应用软件,便可成为—个独立的触摸屏系统,具有实用价值。
Buffer,因此我们接下来只需开发定制适合本系统的输入引擎。
Tslib是一个用于触摸屏设备的函数库,本文通过tslib来构建 参考文献:MiniGUI的输入引擎。
【1】陈世利,孙墨杰,栗大超,等.触模屏的工作原理及典型应 2、交叉编译tslib。
从网上下载tslib.tar.bz2,下载之后解压并 用。
天津大学解包。
【2】龚雪容,马鸣锦,蒋烈辉,等.嵌入式系统中的触摸屏及其控 首先修改文件testutils.C,在函数getxy定义中增加一行: 制,信息工程大学 bzero(samp,smeof(struct re_sample)+MAX_SAMPLES); 【3】刘铰.触摸屏校准程序设计,上海大学机电工程及自动化 这是为了先清空结构体samp〔MAX_SAMPLES〕,若没有这一 学院步将导致使用ts calibrate时出现没有点屏便直接跳到下一点的 【4】陈云川.用汕b为MiniGUI提供触摸屏的IAL引擎情况发生。
【5】闰玉忠.嵌入式Linux系统的MiniGUI研究和移植 万方数据构建简易嵌入式LINUX触摸屏系统作者: 姚晓玲作者单位: 汕头市超声仪器研究所有限公司广东汕头515041刊名: 现代科技(现代物业下旬刊)英文刊名: MODERN SCIENCE AND TECHNOLOGY年,卷期: 2009,86引用次数: 0次参考文献5条1.陈世利.孙墨杰.栗大超 触模屏的工作原理及典型应用2.龚雪容.马鸣锦.蒋烈辉 嵌入式系统中的触摸屏及其控制3.刘铰 触模屏校准程序设计4.陈云川 用talib为MiniGUI提供触摸屏的IAL引擎5.闫玉忠 嵌入式Linux系统的MiniGUI研究和移植相似文献10条1.学位
论文 谢伟毅 Linux 2.6内核在嵌入式系统中的应用——Linux 2.6内核到 2006 长期以来,linux作为优秀的
开源操作系统软件被广泛应用于嵌入式系统中。
而linux操作系统内核是整个系统中最为关键的部分,关系到整个系统的稳定性、可靠性和系统性能。
Linux内核的发展非常之快,现在的版本已经到了2.6.14,但由于历史以及厂商的原因,当今的linux嵌入式操作系统中普遍使用的还是2.4的内核。
2.6的内核较之于2.4的内核有了很多的改进和bug的修补,在稳定性、可靠性以及性能上都有较大的提升。
而要在嵌入式系统中使用新的内核,首先要做的就是内核移植的工作。
因此本人把2.6的内核通过修改移植到SH7751RBBNVP嵌入式开发平台中,希望为把2.6内核应用在嵌入式系统中提供条件。
本课题的研究内容主要有以下几个方面: 文章开始讲述了嵌入式系统以及嵌入式Linux的相关知识,分析了Linux 2.6内核的改进以及性能的提升。
接着详细分析了为新的硬件添加Linux支持的原理和方法,然后在此基础之上阐述了在Linux 2.6中为本课题使用的SH7751RBBNVP增加支持的方法,并且通过引用所增加
代码的结构和作用进行了进一步分析。
最后讲述了实际系统运行的环境的搭建方法。
本课题将linux 2.6的内核移植到SH7751RBBNVP嵌入式开发平台中,为Linux 2.6内核在嵌入式系统中的应用提供了条件。
2.期刊
论文 基于linux嵌入式系统的研究 -计算机与数字工程20053310 从linux操作系统嵌入式系统采用linux作为嵌入式系统的原因linux嵌入式系统的组成linux嵌入式系统开发平台和开发环境五个方面对linux嵌入式系统进行了较深入研究.在此基础上根据863计划以及当前国家对自主操作系统的大力支持指出了开发linux嵌入式系统的必要性.3.学位
论文 汤书森 基于ARM10ampLinux嵌入式系统开发研究 2008 当前,嵌入式系统己经成为IT业的一个焦点。
对于复杂的系统为使其具有资源管理、系统管理和中断处理等能力,提供多任务处理,更好的分配系统资源的功能,很有必要针对特定的硬件平台和实际应用移植操作系统。
对于Linux在不同硬件平台上的移植实现,是目前嵌入式研究的热点问题。
另外,驱动程序开发也是嵌入式系统开发的一个重要方面,嵌入式系统必须针对应用需要而对硬件和软件进行剪裁,所以面对具体软硬件环境,对Linux内核进行修改和剪裁是移植中的关键问题,也是嵌入式系统研究的重点与难点。
启动过程是嵌入式系统开发的很重要环节,是进行嵌入式系统的内核裁剪、文件系统建立、驱动程序及应用程序开发的基础。
本文基于ARM10 amp Linux的研究热点,开展了如下的研究工作: 1、分析和概括了ARM的体系结构、嵌入式Linux操作系统及Linux内核的结构,搭建了嵌入式Linux开发环境。
2、分析了Bootloader的部分关键
代码及其启动过程。
是本文研究比较深入和突出的地方。
3、探讨和解决了如何根据目标嵌入式系统的需求,对Linux操作系统进行修改和剪裁。
4、最终在基于PXA27O-EP实验平台上,完成了内核和文件系统烧写。
5、分析了一般驱动程序开发过程,及设备驱动程序的结构。
实现了一个简单的字符型设备驱动程序,并进行驱动模块动态的加载与卸载实践了对内核大小的改变。
4.期刊
论文 王亚军.刘金刚.WANG Ya-jun.LIU Jin-gang Linux运用于嵌入式系统的技术分析 -计算机应用研究2005225 Linux和嵌入式系统都是计算机学术领域中的技术热点两者的结合为它们开辟了新的发展空间也带来了许多新的技术问题.针对Linux运用于嵌入式系统所产生的技术问题及解决方案作了详实的阐述.5.学位
论文 冯世奎 基于ARM的Linux嵌入式系统移植的研究与应用 2006 随着信息化、网络化、智能化的发展,嵌入式技术得到了极大的发展,linux操作系统以其稳定性好,可靠性高,源
代码公开,可剪裁,版权免费等优点,已成为嵌入式领域的一股新兴力量,具有巨大的市场潜力和商业价值。
嵌入式处理器种类繁多,要使linux嵌入式系统在各个领域得到广泛的应用,就必须把linux嵌入式系统移植到各种处理器平台上,特别是当前主流平台上,并应用于实际的产品。
ARM平台是目前应用非常广泛的处理器体系结构,自然也是linux嵌入式系统移植的一个重点。
本文是作者在对linux嵌入式操作系统大量研究和实践的基础上,针对linux嵌入式系统移植的几个主要核心技术展开。
首先详细分析了ARM体系结构的特点并对其进行了系统的总结和归纳,然后详细的分析和阐释了bootloader重要性、概念、功能、框架,总结和归纳了bootloader移植关键问题,特点以及移植过程,接下来系统地分析了linux内核与ARM平台移植相关的重要数据结构,中断和内存管理,紧接着作者归纳了嵌入式文件系统选择的原则、类型以及制作文件系统的必须具备的内容。
最后,在对linux系统核心移植技术归纳和总结的基础上,将linux系统移植技术应用于一款工控触摸屏人机界面,它是国内较早使用linux嵌入式系统的人机界面,它的应用成功,会更加有力的推动linux嵌入式系统在我国工业产品中的应用。
6.学位
论文 宁波 Linux嵌入式系统在工控领域的研究与实现 2007 随着信息化、网络化、智能化的发展,嵌入式技术得到了极大的发展,linux操作系统以其稳定性好,可靠性高,源
代码公开,可剪裁,版权免费等优点,已成为嵌入式领域的一股新兴力量,具有巨大的市场潜力和商业价值。
嵌入式处理器种类繁多,要使linux嵌入式系统在各个领域得到广泛的应用,就必须把linux嵌入式系统移植到各种处理器平台上,特别是当前主流平台上,并应用于实际的产品。
近年来,随着计算机技术、通信技术的迅速发展,特别是互联网的迅速普及和3C计算机、通信、消费电子合一的加速,微型化和专业化成为发展的新趋势,嵌入式系统开发已经成为了信息产业的热点。
基于ARM硬件平台及Linux操作系统的嵌入式产品应用开发已成为主流。
而在嵌入式的开发过程中,针对目标平台的操作系统移植成为影响嵌入式产品开发进度的一个关键因素。
ARM平台是目前应用非常广泛的处理器体系结构,自然也是linux嵌入式系统移植的一个重点。
本文是作者在对linux嵌入式操作系统大量研究和实践的基础上,针对linux嵌入式系统移植的几个主要核心技术展开。
首先详细分析了ARM体系结构的特点并对其进行了系统的总结和归纳,然后详细的分析和阐释了bootloader重要性、概念、功能、筐架,总结和归纳了bootloader移植关键问题,特点以及移植过程,接下来系统的分析了linux内核与ARM平台移植相关的重要数据结构,中断和内存管理,紧接着作者归纳了嵌入式文件系统选择的原则、类型以.
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