ARM嵌入式系统中触摸屏的中断控制方法 - 全文

       随着嵌入式微处理器性能的提高，集成的外围接口设备越来越多，而外围设备与处理器之间多采用中断方式进行通信，即使在没有操作系统的情况下，也常需要对多个外围设备的中断处理例程进行动态加载，从而实现对多个外围设备的集中动态管理。同时，中断功能可以解决CPU内部运行速度远远快于外部总线速度而产生的等待延时问题。因此，嵌入式微处理器的应用设计中，中断处理通常是系统的核心任务之一。

　　1触摸屏

　　(1)触摸屏简介

　　随着多媒体信息查询的与日俱增，人们越来越关注触摸屏。触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点，作为一种最新的电脑输入设备，它是目前最简单、方便、自然的人机交互方式。它赋予多媒体崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。

　　触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接收信息后送至触摸屏控制器；触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标后送给CPU，同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

　　按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质，触摸屏可以分为4种，即电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。这里采用的是四线电阻屏。

　　(2)S302410A触摸屏控制器

　　S3C2410A触摸屏的外接电路主要是控制上下两层导电层的通断情况以及取电压，取电压之后还需要将这个模拟量转换成数字量，这部分工作主要是靠S3C2410A芯片中的模数转换器来实现的。即触摸屏的功能实现实际上分两部分，分别是触摸屏的外接电路部分和S3C2410A芯片自带的A／D转换控制部分。

　　2 ARM嵌入式操作系统中断处理方法

　　在嵌入式系统中外部设备的功能主要是靠中断机制来实现的。因此，ARM作为嵌入式微处理器的典型代表，为保证系统的实时性和稳定性，建立了一套完整的异常处理机制。

　　2.1S3C2410A中断寄存器

　　S3C2410A的中断异常处理模块由以下寄存器构成：

　　SRCPND(source pending register)，中断源挂起寄存器；

　　INTMOD(interrupt mode register)，中断方式寄存器；

　　INTMSK(interrupt mask pegister)，中断屏蔽寄存器；

　　PRIORITY(priority register)，优先级寄存器；

　　INTPND(interrupt pending register)，中断挂起寄存器；

　　INTOFFSET(interrupt offset register)，中断偏移寄存器；

　　SUBSRCPND(interrupt sub source register)，中断子源挂起寄存器；

　　INTSUBMSK(interrupt sub mask register)，中断子屏蔽寄存器。

　　每个寄存器在中断处理流程中所扮演的角色是不同的，中断流程如图1所示。

　　2.2中断与中断服务程序

　　中断的硬件逻辑将检测到的中断，以某种方式指向中断服务程序的地址，该地址在头文件中以宏定义的形式出现。用户在自己的程序中，将中断服务程序的地址赋给该指针，从而将中断与中断服务程序联系起来。

　　为了方便使用高级语言编写异常处理函数，ARM编译器对异常处理函数作了特定的扩展，只要使用关键字__irq，编译出来的函数就满足异常响应对现场保护和恢复的需要。

　　在ADS编译器中，_irq专门用来声明IRQ中断服务程序。如果用__irq来声明一个函数，那么该函数就是IRQ中断服务程序，编译器会自动在函数内部增加中断现场保护代码。

　　3中断方式实现触摸屏驱动

　　3.1中断寄存器的设置与使能

　　S3C2410A的触摸屏是带子中断的内部中断。当中断发生后，SUBSRCPND相应位置1，如果没有被INTSUBMSK屏蔽，那么SRCPND相应位置1，如果没有被INTMSK屏蔽，就进一步设置INTMOD。这里采用IRQ中断方式，所以SRCPND可以有多位置1(FIQ只能有1位)，经过PRIORITY选出一个优先级高的，然后把INTPND相应位置1(只能选出1位)，进入IRQ，让CPU处理。

　　首先必须弄清楚SUBSRCPND与SRCPND之间的关系，几个SUBSRCPND可能对应同一个SRCPND。经过不断总结，得出的对应关系如表1所列。

　　从表中可知，触摸屏要用到SUBSRCPND中的INT_TC位，即SUBSRCPND[9]。这里定义变量：

　　#define BIT_SUB_TC(0x1<<9)

　　与之对应的是SRCPND中的INT_ADC位，即SRCPND[31]，又定义变量：

　　#define BIT_ADC(0x1<<31)

　　INTMOD与PRIORITY采用默认设置。因此，可以把触摸屏的中断过程写为：

　　rSUBSRCPND∣=(BIT_SUB_TC)；

　　rINTSUBMSK＆=～(BIT_SUB_TC)；

　　rSRCPND∣=(BIT_ADC)；

　　rINTMSK＆=～(BIT_ADC)；

　　rINTPND∣=(BIT_ADC)；

　　3.2触摸屏中断与触摸屏中断程序

　　首先使能ARM芯片的中断向量。当有IRQ中断到来，CPU会自动到0x18地址处取指。0x18处的指令是CPU根据中断源算好的。这里触摸屏的中断INT_ADC来了，那么0x18处的指令就是跳转到地址0x9c处。然后就执行“ldr pc，=HandlerINT_ADC”这条指令。这条指令的执行结果就是跳转到“HandlerlNT_ADC”处执行。那么“HandlerINT_ADC”处又是什么指令呢?从访问绝对地址的内存位置“#define plSR_ADC(*(unsigned*)(_ISR_STARTADDRESS+0x9c))”可知,“HandlerINT_ADC”处的地址就是_ISR_STARTADDRESS+0x9c。

　　上述语句把无符号整数_ISR_STARTADDRESS+0x9c强制转换为指针，指向RAM，通过语句“pISR_ADC=(int)touchscreen；”对它进行访问，touchscreen即为所定义的触摸屏中断程序，该中断服务程序必须使用“__irq”关键字进行声明。这样，用户在自己的程序中，将中断服务程序的地址赋给该指针，从而将触摸屏的中断与触摸屏的中断程序联系起来。

　　整个触摸屏中断与触摸屏中断程序的联系如图2所示。

　　3.3触摸屏软件设计

　　当触摸屏被触摸时，触发中断，确定X轴和Y轴的坐标值。触摸屏的软件设计流程如图3所示。

　　结语

　　本文完成了触摸屏相关中断寄存器的设置，并编写了触摸屏的中断处理程序，采用编写“__irq”函数的方法实现了基于中断的触摸屏控制。在实际应用中，该程序设计简单可靠，触摸点坐标值读取准确，且无粘滞现象，达到了预期效果。