基于MeeGo的電容式觸摸屏驅動設計

摘要：隨著人們對操控要求的不斷提高，電容觸摸屏因為能支持多點觸摸而得到廣泛使用。本文基于Nokia和Intel公司合作開發(fā)的開源操作系統(tǒng)MeeGo，采用基于內核對象的Linux輸入子系統(tǒng)來設計觸摸屏的驅動。該方案極大地方便了觸摸屏的驅動開發(fā)，可應用在車載娛樂、上網(wǎng)本、智能手機等電子產品上。

關鍵詞：MecGo；電容式觸摸屏；輸入子系統(tǒng)；驅動程序；多點觸摸

引言

隨著人們對操控要求的不斷提高，市場上出現(xiàn)了越來越多的高端手機、平板電腦，這些產品共同的特點就是給人們提供了非常便利的操控方式，尤其是電容觸摸屏的使用，它能很好地實現(xiàn)多點觸控功能。多點觸控技術是當今炙手可熱的技術，它讓人們的生活方式得到了前所未有的改變。電容觸摸屏已經(jīng)成為高端手機的標配，如蘋果的iPhone以及HTC Motorola的一些高端手機，雖然目前電容屏的價格較貴，但隨著工藝的提高，其價格必定會下降，再加上其給用戶帶來的豐富體驗，電容觸摸屏的使用必將越來越廣泛。MeeGo是Intel和Nokia公司合作開發(fā)的開源操作系統(tǒng)，基于Linux內核，其良好的開源性為驅動程序的開發(fā)提供了很好的基礎條件。本設計在MeeGo1．1版本下，并基于Linux 2．6．35內核來討論實現(xiàn)電容式觸摸屏的驅動開發(fā)技術。

1 電容觸摸屏原理

電容式觸摸屏是利用人體的電流感應工作的，分為表面電容式和投射電容式，前者不能識別多點，后者可以識別多點，因此設計采用投射電容式觸摸屏。投射電容式觸摸屏是傳感器利用觸摸屏電極發(fā)射出靜電場線而工作的，分為交互電容和自我電容。設計采用的是交互電容式觸摸屏。它是在玻璃表面用ITO(氧化銦錫)制作橫向與縱向的電極，兩組電極交叉之處將會形成電容，即這兩組電極分別構成了電容的兩極。

當電容屏被手指觸摸時，手指就會吸收一個很小的電流，從而改變了觸摸點附近電極之間的藕合，這就會改變這兩個電極之間的電容量。檢測投射式電容屏大小時，橫向的電極依次發(fā)射信號，縱向的所有電極同時接收信號，這樣就能得到兩電極交匯點的電容值大小，也就是整個觸摸屏平面的電容大小。可以據(jù)此算出每一個觸摸點的坐標，圖1為投射式電容屏的等效電路示意圖。

2 Linux輸入子系統(tǒng)

Linux輸入子系統(tǒng)(以下簡稱輸入子系統(tǒng))是基于內核對象kobject實現(xiàn)的，應用于Linux 2．6．35內核中。憑借該機制內核通過輸入子系統(tǒng)向用戶空間輸出設備的各類消息，方便了對設備的管理。輸入子系統(tǒng)由系統(tǒng)核心層、驅動層和事件處理層三部分組成。一個輸入事件如鼠標移動、鍵盤按鍵按下等操作通過驅動層、系統(tǒng)核心層、事件處理層到達用戶空間，傳給應用程序。

這樣在設計驅動程序時只需要考慮驅動層的實現(xiàn)就可以了，減少了工作量，降低了設計難度。另外基于子系統(tǒng)的設計提高了驅動程序的可移植性和可適應性，因為基于子系統(tǒng)的驅動程序設計不用考慮向上層報告輸入設備的接口沒計，此工作由輸入子系統(tǒng)來完成，而輸入子系統(tǒng)對上層的接口具有通用性，可以使驅動程序的使用范圍得到擴展。圖2是Linux輸入子系統(tǒng)的框架圖。

3 觸摸屏驅動程序設計

3．1 觸摸屏驅動工作原理

本設計重在提出觸摸屏驅動的整體設計方案，該設計流程也適用于其他觸摸屏驅動設計開發(fā)。此設計可以采用SPI總線作為觸摸屏和處理器的接口，硬件連接示意圖如圖3所示。TOUCH SCREEN是電容式觸摸屏，可采用FT5201電容式全屏觸摸芯片，INT是中斷引腳，當觸摸屏被觸摸時，通過INT引腳觸發(fā)中斷處理程序，CPU可采用Intel公司的Atom D510處理器。