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(基于NucleusPLUS的嵌入式系统的软件的设计)

触摸屏的硬件电路和驱动设计做个较详细的介绍是美国公司推出的款四线制电阻式触摸屏控制器,通过机械式触摸,可以迅速得到触摸点位置信号。它是种典型的带有连续逼近型寄存器的转换器,内部自带参考电压,个和微处理器相连的接口,同时具有测量温度触摸压力和电池电压的功能,有可编程的位或位的分辨率。在电压和的转换速率下,功耗仅为,在模式下仅为。由于这些优良的性能,在移动设备中有大量的应用。下表为控制器的主要引脚引脚名功能描述逻辑正电源,接触摸屏正电极,接触摸屏负电极接地电源监控输入端中断输出端参考电压输入输出端串行数据输出端外部时钟输入端串行数据输入端忙信号输出端低电平有效片选工作原理图是触摸屏控制器和的连接电路图。当检测到触摸屏被按下时,它就会产生个中断信号为低电平给,选中控制器为低,然后通过串行口向发送位控制字,此后在的下降沿得到位的输出。图为在每次转换为个时钟周期下的时序图。图下的驱动设计驱动设计的目的是将触摸坐标即时的转换为显示坐标,直接在屏上显示出来,然后经过输入识别软件的处理例如汉王的识别软件,识别出输入的字符,汉字等。当触摸屏按下时,会产生个中断,应当为配置个中断。在下,中断分两种,中断和中断,般的中断服务程序在当中处理。个较为复杂的,多任务嵌入式系统当中,中断服务程序优先级比普通任务的优先级高不能占用太多的时间,否则可能会导致其他任务不能及时得到响应。例如在触摸屏中断服务程序的处理,在较坏的情况下,触摸屏可能直被按下去,其就会占用很多的资源,导致别的任务例如个手机应用当中,可能导致接受电话的任务不能处理,而这是不能让人接受的,不能想象当你写短信时不能接受电话的情况,所以当中断服务程序需要占用较多的处理时间时,般要在另外激活个任务,由任务调度机制来处理和系统中其他任务的关系,它的流程图如图四所示,实践证明,这种处理方法是较好的处理方法。图这里不打算对怎么创建个,和激活个任务做太多的介绍,详细可以看的文档。重点介绍的驱动程序的处理和如何将所得数据在上正确显示出来。处理程序的流程图如图五所示图在计算触摸坐标时有两种方式,模式和模式。模式利用内部参考电压或者外部参考电压,得出的结果是个电压的结果。不需要内部或者外部的参考电压,这种模式得出的结果是触摸点在触摸屏位置上的百分比。这种模式可以消除参考电压波动对换算结果的影响。换算结果在屏幕上的映射假设是个像素大小的屏幕,如图六所示,假设点的坐标为那么可知道是,。通过得出,的转换结果分别是再得出屏幕中任意点转换结果那么的坐标,可以通过下式算出来得出触摸屏的系列坐标以后,作为手写识别软件的输入,就可得出输入的汉字,字符等。结论本文简单介绍了下触摸屏驱动的开发,由于当前触摸屏的应用越来越广泛,嵌入式系统的应用范围也越来越广,将对其他嵌入式系统下驱动的开发有定的借鉴意义。来源机电之家机电行业电子商务平台,嵌入式操作系统的简单介绍来源机电之家机电行业电子商务平台,嵌入式操作系统是目前最受欢迎的操作系统是为实时嵌入式应用而设计的个抢先式多任务操作系统内核,其的代码是用写成的,因此非常便于移植并能够支持大多数类型的处理器。从实现角度来看,是组函数库,应用程序代码与核心函数库连接在起,生成个目标代码,下载到目标板的中或直接烧录到目标板的中执行。在典型的目标环境中,核心代码区般不超过字节大小。采用了软件组件的方法。每个组件具有单而明确的目的,通常由几个及汇编语言模块构成,提供清晰的外部接口,对组件的引用就是通过这些接口完成的。除了少数些特殊情况外,不允许从外部对组件内的全局进行访问。由于采用了软件组件的方法,各个组件非常易于替换和复用。的组件包括任务控制内存管理任务间通信任务的同步与互斥中断管理定时器及驱动等。具有如下特点提供源代码提供注释严格的源级代码给每个用户。这样,用户能够深入地了解底层内核的运作方式,并可根据自己的特殊要求删减或改动系统软件,这对软件的规范化管理及系统软件的测试都有极大的帮助。另外,由于提供了的源级代码,用户不但可以进行的学习和研究,而且产品在量产时也不必支付,可以省去大量的费用。对于军方来说,由于提供了源代码,用户完全可以控制内核而不必担心操作系统中可能会存在异常任务导致系统崩溃。性价比高由于采用了先进的微内核技术,因而在优先级安排,任务调度,任务切换等各个方面都有相当大的优势。另外,对语言的全面支持又使得的成为名副其实的面向对象的实时操作系统内核。然而,其价格却比较合理。所以,容易被广大的研发单位接受。易学易用能够结合,以及自己的多任务调试器组成功能强大的集成开发环境,配合相应的编译器和动态联结库以及各类底层驱动软件,用户可以轻松地进行的开发和调试。另外,由于这些集成开发环境为所有的开发工程师所熟悉,因而,容易学习和使用。功能模块丰富除提供功能强大的内核操作系统外,还提供种类丰富的功能模块。例如用于通讯系统的局域和广域网络模块,支持图形应用的实时化模块,支持网的产品模块,工控机实时模块,图形化用户接口以及应用软件性能分析模块等。用户可以根据自己的应用来选择不同的应用模块。的内核可支持如下类型的等。可以说是支持类型最丰富的实时多任务操作系统。针对各种嵌入式应用,还提供相应的网络协议如,等,以满足用户对通讯系统的开发要求。另外,可重入的文件系统可重入的函数库以及图形化界面等也给开发者提供了方便。针对不同的类型,还提供编译器动态连接库多任务调试器等相应的工具来配置用户的开发环境。值得提出的是公司最近还发表了基于的嵌入式集成开发环境。从而率先将嵌入式开发工具与的强大开发环境结合起来,提供给工程师们强大的开发手段。三源代码带来的优势众所周知,实时多任务操作系统提供给用户源代码。这除商务上给用户带来巨大益处免交外,还在技术方面给用户极大的方便,即无需编写和调试,从而达到易学易用的目的,加速产品上市。对有定知识的工程师定清楚,使用最大的障碍在于编写和调试。大家知道,在调试目标系统的软件之前,必须将目标与主机连接起来并建立通讯。为此,我们可以编写段监控程序。然而,如果要调试基于内核的程序,主机上的调试器除要与目标建立通讯外,更重要的是必须识别的任务,这样才能进行任务级调试系统最重要的指标之。工业控制中的操作系统要求严格的实时性,实时性也是嵌入式系统的主要特征。实时系统要求所有任务在规定的时间内完成,例如现场的数据采集,电力监控与管理,航天器的飞行控制等等。设计实时系统有两个相对的目标是保证严格的时间关键截止值二是充分有效地利用各种资源,并能较好地容错。嵌入式系统在软件的控制下通过硬件高速地获取数据,并进行处理,产生相应地反应。整个过程必须具有严格的时间和可靠性约束。实时操作系统中的重要概念包括系统响应时间指系统发出处理要求到系统给出应答信号的时间任务换道时间指任务之间切换而使用的时间中断延迟指计算机接受到中断信号到操作系统作出响应,并完成换道转入中断服务程序的时间实时操作系统应具有如下功能任务管理多任务和基于优先级的任务调度任务间同步和通信信号量和邮箱等存储器优化管理含的管理实时时钟服务和中断管理服务。通常,根据实际应用中截止时间的要求,可将实时进程分为严格满足时间截止的硬实时进程和对截止时间要求只有关联的软实时进程。面向实时的调度策略,应该采用线程作为调度的基本单位。在调度系统中安排定的调度时钟,以调度时钟作为线程调度的参考。调度时钟依据线程创建时设定的优先级,同时优先级高的线程将直运行。如果两个线程具有相同的优先级,则采用随机调度的方法。是个通用的操作系统,内核不支持事件优先级和抢占实时性,因此在将系统作为嵌入系统应用于工业测控领域时,必须开发和扩展实时功能,将提升为个实时操作系统。是由很多体积小且性能高的微内核和部件组成。由于内核代码的完全开放性,不同层次和不同领域的用户可以根据具体的应用需求对内核进行改造与剪裁,以较低的成本设计出满足自己要求的嵌入式操作系统。它有整套的工具链,用户能够比较容易自行建立与配置嵌入式系统以及在该系统下的开发环境与仿真运行环境,不需要专门的仿真器。它可以支持和结构的芯片,可以支持位位和位就目前的流行器件来说,它可以运行在系列上,也可以运行在和的系列以及和系列上。的灵活性极好。在个兆内存的平台下编写的应用程序,可移植到兆内存的嵌入式硬件装置中并可靠和稳定地运行。考虑可移植性与可裁减性硬件平台的迅猛发展,为实时应用提供丰富的运行平台从单片机到,从到结构的各类微处理等。为了能适应硬件平台的多样化,在设计开发嵌入式实时操作系统内核时,要认真考虑可移植性问题。能够提供广泛平台支持的操作系统,目前嵌入式是成功的典型。可移植性与实现代码选用的语言有很大关系。如,语言比实现相同功能的汇编语言具有更好的可移植性。但是,用汇编语言实现的代码具有更高的执行效率和更紧凑的代码空间。所以,为了取得较好的执行效率,节省代码空间,获得较强的可移植性,需要选择个在代码优化方面做得好的语言编译器,能对代码进行良好的优化。图内核体系结构上图显示了内核体系构建方式。它把内核源代码清晰地分为体系结构相关部分和无关部分。体系结构无关部分定义了与底层,也就是体系结构相关部分的接口。更确切地说,该图能够说明所有期望具有平台无关特性的操作系统。体系结构无关代码并不关心宏的确切定义,把实际负责硬件体系留给相关代码区处理。这种处理的方法提高了代码的重用性可移植性和可裁减性。然而,由于是采用单内核设计,如果采用微内核设计,那么向其它体系结构上的移植将会更加容易基于总线工业嵌入式控制系统的设计基于总线的工业嵌入式控制系统的整个模块如图所示。图基于总线工业嵌入式实时控制系统的原理图总线控制器将设计好的模块作为独立的控制系统插入

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