嵌入式系统linux下触摸屏实验报告.doc

一 硬件平台 1、处理器：三星S3C2410，200MHZ2、内存：SDRAM，64M3、外存：NAND FLASH，64M4、LCD&触摸屏：SHARP，640480，TFT5、串口：RS232，RS485二处理器结构1、处理器核心 MMU，DCACHE，ICACHE，JTAG2、系统总线 SDRAM，FLASH，LCD，中断，USB3、外部总线 串口，USB，GPIO试验一：bootloader (ads、引导)1、熟悉ADS 1.2开发工具创建、编译、下载、调试工程2、串口通讯串口控制器初始化、收/发数据3、配置主机端的nfs服务器配置主机端的nfs服务器，以连接linux核心4、下载并运行linux核心使用自己的串口程序下载并运行linux核心主要内容： 编写串口接收数据函数 编写串口发送数据函数 打印菜单，等待用户输入 下载并运行linux核心 配置主机的nfs服务器，与linux核心连接其他部分代码从教师用机中拷贝linux核心从教师机中拷贝主要步骤： 修改bootloader：菜单、串口收发、命令行； 使用ads1.2编译bootloader； 使用uarmjtag下载、调试bootloader； 使用axd查看变量、内存，单步跟踪； 配置超级终端，与bootloader通讯； 使用超级终端下载Linux核心映像； 启动Linux核心运行，察看结果；（bootloader调试成功后再继续以下步骤） 主机重起到ubuntu，配置nfs，配置cutecom； 重新下载Linux核心映像，启动核心运行后，察看是否成功加载nfs上的root文件系统。需要补充的代码：接收串口数据并做相应处理while(1) 打印菜单并等待用户输入; switch(ch)/根据用户输入做相应处理 case 1: imgsize=xmodem_receive(char *)KERNEL_BASE, MAX_KERNEL_SIZE); if(imgsize=0)/下载出错; else/下载成功; break; case 3: nand_read(unsigned char *)KERNEL_BASE, 0x00030000, 4*1024*1024); case 2: BootKernel(); /这里是不会返回的，否则出错; break; default: break; 打印菜单：Uart_puts(Menu:nr);Uart_puts(1.Load kernel via Xmodem;nr);Uart_puts(2.Boot linux; nr);Uart_puts(3.Load kernel from flash and boot; nr);Uart_puts(Make your choice.nr);doch=Uart_getc();while(ch!=1 & ch!=2 & ch!=3);串口读写：void Uart_putc(char c)while(!SERIAL_WRITE_READY(); (UTXH0) = (c); unsigned char Uart_getc( ) while(!SERIAL_CHAR_READY();return URXH0;设置Linux核心启动命令行char *linux_cmd=noinitrd init=/init root=/dev/nfs nfsroot=172.16.68.25:/rootfs,tcp ip=172.16.68.24 console=ttySAC0;nfs服务器设置编辑/etc/export文件：/home/arm_os/filesystem/rootfs 目标板ip(rw,sync)/home/arm_os/filesystem/rootfs 主机ip(rw,sync)启动nfs服务器：/etc/init.d/nfs-kernel-server restart测试nfs服务器：mount 主机ip:/home/arm_os/filesystem/rootfs /mnt 试验二：linux kernel (gcc、make)1、熟悉基本的linux命令文件操作、文件编辑串口工具、程序开发2、配置linux核心make menuconfig3、交叉编译linux核心make zImage主要工作 熟悉基本的linux命令 配置linux核心 交叉编译linux核心 调试自己编译的核心 挂载nfs上的root（根目录） 编写一个小程序在目标板上运行主要步骤： 用root用户登录ubuntu （合理使用权限）； 解压缩源码包到/home/下； 察看解压缩后的/home/arm_os目录：Linux核心、编译器、root等； 配置并测试nfs； 配置cutecom：115200，XModem，No line end； 配置核心：make menuconfig； 编译核心：make； 下载并运行核心，加载root文件系统； 重新设置cutecom为LF line end； 熟悉基本的Linux命令； 编写一个小程序在目标板上运行，察看结果。 试验三：linux driver (uart)1、Linux驱动编程 基本接口 常用函数2、串口驱动 申请中断处理 串口数据读、写主要工作： 编写串口驱动初始化、释放函数； 编写串口驱动接收数据函数； 编写串口驱动发送数据函数； 编写串口驱动中断处理函数； 编写串口访问应用程序； 使用模块方式编译驱动； 使用模块方式调试驱动； 实现基本的串口数据收发。主要步骤： 填写函数：uart_init、uart_exit、uart_open、uart_ release，实现串口设备初始化、释放、打开、关闭； 填写函数： irq_rev_uart、uart_write、uart_read，实现串口设备中断处理、读、写； 用模块方式编译Linux核心，生成uart.ko，启动目标板Linux核心，用insmod、rmmod等命令操作模块； 用printk打印调试串口驱动，包括中断相应，读写等； 编写应用程序：uart.c，实现打开串口设备、读写等，把主机端由comcute发过来的串口数据回传给主机； 将目标板上串口线连到串口1； 编译应用程序uart.c，实现和主机间的串口通讯。部分代码：串口设备初始化函数int ret;dev_t devno = MKDEV(uart_major, 0);if(uart_major) ret = register_chrdev_region(devno, 1, uart);else ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, uart);uart_major = MAJOR(devno);if(ret = UART_SIZE) return -EIO;if(*ppos + size UART_SIZE)size = UART_SIZE - *ppos;dochar c;if(!loop_buffer_del(&readb, &c)copy_to_user(buf+i, &c, 1);i+;elseschedule_timeout(10); while(i = UART_SIZE)return -EIO;if(*ppos + size UART_SIZE) size = UART_SIZE - *ppos;copy_from_user(wmem, buf, size); for(i=0; isize; i+)while(!(_raw_readl(uart + S3C2410_UTRSTAT) & 0x4);_raw_writel(*(wmem + i), uart + S3C2410_UTXH);return size;串口访问应用程序#include #include int main()int uart_fd, i;char c;uart_fd = open(/dev/uart, O_RDWR);if(uart_fd 0)printf(Open device error!n);return -1;for(i=0; i50; i+)read(uart_fd, &c, 1); printf(%c, c);write(uart_fd, &c, 1);if(c = q)break;close(uart_fd);return 0; 试验四：linux driver (touchscreen)1、触摸屏驱动 初始化 坐标值2、触摸屏、图形系统协调工作 触摸屏校准 拨号键盘触摸屏工作原理CPUSPI控制器中断控制器ADS7843模/数转换芯片数据中断LCD&触摸屏注意：在该工作方式中，CPU采用中断方式，使用SPI口控制模/数芯片读取数据，而不是直接使用CPU内部的模/数控制器。(x,y)ADS7843模/数转换芯片触摸屏x,y方向的模拟信号转化为数字信号后通过SPI口发给CPU ADS7843使用EINT5外部中断通知CPU触摸屏事件 CPU通过SPI口控制ADS7843将模拟信号转化为数字信号触摸屏校准算法LCD初始化初始化GPIO（通用输入/输出）：rGPCUP=0xffffffff; rGPCCON=0xaaaaaaaa;rGPDUP=0xffffffff; rGPDCON=0xaaaaaaaa; 该步骤主要配置CPU引脚的输入输出方向和工作模式初始化LCD控制寄存器： rLCDCON1=0x00000178; /配置成为16位颜色，TFT（真彩）模式; rLCDCON2= 0x2077c241; /行数为480； rLCDCON3=0x017A7F0F; /行宽为640；设置 LCD在内存中的起始地址： rLCDADDR1=0x1904b000; /FrameBuffer的首地址； rLCDADDR2=0x00096000; / FrameBuffer的尾地址; rLCDADDR3= 0x00000300; /虚屏行宽为640； rLCDCON1 += 1; /使能LCD，开始显示；Linux framebuffer设备操作fb_fd = open(/dev/fb0, O_RDWR);if(fb_fd 0)printf(Open fb device error!n);return -1; LCD_MEM_BASE = mmap(NULL, SCREEN_WIDTH*SCREEN_HEIGHT*2,PROT_READ|PROT_WRITE, MAP_SHARED, fb_fd, 0);memset(LCD_MEM_BASE, 0, SCREEN_WIDTH*SCREEN_HEIGHT*2);画像素函数void drawpixel(int x, int y, unsigned short color_mask)unsigned int bits =(SCREEN_WIDTH*y+x)*BITS_PER_PIXEL;unsigned short *tmp;tmp = (unsigned short *)LCD_MEM_BASE+bits/16; /计算像素在内存中的地址；*tmp = color_mask; /给象素填充颜色；return ;画线函数void drawline(int x, int y, int length, int flag, unsigned short color_mask)int i;if (flag=0)/画横线;for (i=0;ilength;i+)drawpixel(x+i,y,color_mask);if (flag=1)/画竖线;？画字符函数void draw_char(int x,int y, /字符在屏幕上的坐标unsigned char c, /字符值unsigned short color_mask) /字符的颜色主要工作： 编写触摸屏驱动初始化、释放函数； 编写触摸屏驱动读取数据函数； 编写触摸屏驱动中断处理函数； 使用模块方式调试驱动； 编写触摸屏读取应用程序； 编写简单图形系统绘制应用程序，绘制一个数字键盘； 实现基本的触摸键盘程序。主要步骤： 填写函数：ts_init、ts_exit、ts_open、ts_ release，实现触摸屏设备初始化、释放、打开、关闭； 填写函数：ts_isr、ts_read，实现触摸屏读、中断处理 用模块方式编译Linux核心，生成ts_ads7843.ko，启动目标板Linux核心，用insmod、rmmod等操作模块； 用printk打印调试触摸屏驱动，包括中断相应，读等； 编写应用程序：ts_ads7843.c，实现打开触摸屏设备、读等； 在ts_ads7843.c 中增加简单图形系统绘制函数，绘制数字键盘，对触摸屏设备数据进行校正，实现触摸键盘的功能。部分代码：触摸屏设备初始化函数int ret;dev_t devno = MKDEV(ts_major, 0);if(ts_major) ret = register_chrdev_region(devno, 1, “ts_ads7843);else ret = alloc_chrdev_region(&devno, 0, 1, ts_ads7843 );ts_major = MAJOR(devno);if(ret 0)printk(Register chrdev region failed!n);return ret; cdev_init(&ts_cdev, &ts_fops);ret = cdev_add(&ts_cdev, devno, 1);if(ret)printk(Add c device failed!n);return ret; spi0_base = ioremap(S3C2410_PA_SPI,0x20);device_init();init_waitqueue_head(&wq);ret = request_irq(IRQ_EINT5, ts_isr, IRQF_DISABLED, ts_ads7843, NULL);if(ret)printk(Request irq failed!n); return ret; TS_OPEN_INT();ts_time = jiffies;printk(Ts_ads7843 module init.n);return 0;触摸屏设备释放函数free_irq(IRQ_EINT5, NULL); cdev_del(&ts_cdev);unregister_chrdev_region(MKDEV(ts_major,0),1);printk(Ts_ads7843 module exit.n);触摸屏设备中断处理函数if(jiffies = sizeof(struct ts_ret)interruptible_sleep_on(&wq);ts_ret.x = x;ts_ret.y = y;ts_ret.pressure = PEN_DOWN;copy_to_user(buffer, (char *)&ts_ret, sizeof(struct ts_ret); count -= sizeof(struct ts_ret);size += sizeof(struct ts_ret); return size;触摸屏访问应用程序#include #include int main()int ts_fd, i;char c;struct ts_ret ts_ret;ts_fd = open(/dev/ts_ads7843, O_RDWR);if(ts_fd 0)printf(Open ts device error!n);return -1;for(i=0; i50; i+)if(read(ts_fd, &ts_ret, sizeof(struct ts_ret) if(ts_ret.x Xmax) ts_ret.x = Xmax;if(ts_ret.y Ymax) ts_ret.y = Ymax; x = (ts_ret.x-Xmin) * SCREEN_WIDTH/(Xmax-Xmin); y = (ts_ret.y-Ymin) * SCREEN_HEIGHT/(Ymax-Ymin); close(ts_fd);return 0; 试验五：GPRS综合试验 (framebuffer) 试验六：GPRS综合试验1、GPRS模块控制试验 串口控制GPRS模块 AT命令集2、综合试验 电话拨号 短消息发送SIM卡使用串口传送AT命令AT命令：拨号、短信LCD & 触摸屏#*0987654321 at+cmg图形系统发送键值While（） 等待键盘消息； 收到消息； 根据键值发送AT 命令到串口；中断处理，发送消息GPRS模块无线信号天线产生中断RS485总线IrDA红外通信UART2168Pin总线其他可复用资源扩展插槽外挂GPRS/GPS扩展板触摸屏接口SPI640*480 TFT 16bit LCD 液晶屏RS232串口0UART02410核心CPUSDRAMFLASH串口2初始化寄存器定义：#define OSULCON2 (*(volatile unsigned char *)0x50008000)#define OSUCON2 (*(volatile unsigned char *)0x50008004)#define OSUFCON2 (*(volatile unsigned char *)0x50008008)#define OSUMCON2 (*(volatile unsigned char *)0x5000800C)#define OSUBRDIV2 (*(volatile unsigned short *)0x50008028)初始化：OSULCON0=0x03; /设置串口数据长度、停止位、奇偶校验OSUCON0=0x85;/设置串口时钟频率、中断类型等OSUFCON0=0x01;/设置串口FIFO工作模式OSUMCON0=0x00;/设置流量控制等OSUBRDIV0=0x149;/设置串口波特率为9600bpsAT命令集1 、查询无线模块状态： 发送：AT，应答：OK 2、主叫电话： 发送ATD+Dial电话号码；应答：如连接不成功：NO CARRIER 举例：发送“at”即主叫该号码；3、接电话： 发送:ATA,连接成功：OK,否则：NO CARRIER 4、挂断电话： 发送：ATH ，应答：OK 5、发短消息： 发送AT+CMGF=1 ,设置短信为文本模式，应答：OK. 或发送AT+CMGF=0 ,设置短信为PDU模式, 应答：OK. 发送AT+CMGS=电话号码短信内容 举例:(1)发送“at+cmgf=1r”,设为文本模式；(2) 发送“at+cmgs”.(3) 发送短信内容：“hello”内容以ctrl+z结束(发送字符码26，表示结束）. 上述例子表示向134.发送短消息，内容为：hello注意：发送AT命令给无线模块时，中间应有一定的时间延时。主程序：#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include lcd.h#defineBITS_PER_PIXEL16#defineSCREEN_WIDTH640#defineSCREEN_HEIGHT480#defineCHAR_WIDTH16#defineCHAR_HEIGHT14#defineLINE_WIDTH#defineLINE_HEIGHTCHAR_HEIGHT*2+4#defineWHITE_COLOR0xffff#defineBLUE_COLOR0x7bf#defineGREEN_COLOR0x7e0#defineRED_COLOR0xf800#define OFFSET_X120#defineOFFSET_Y80int Xmin = 318, Xmax = 3381, Ymin = 420, Ymax = 3600;int start_x = 80,81,126,248,366,480;int start_y = 80,81,92,172,252,332,344;unsigned short *LCD_MEM_BASE;int fb_fd, ts_fd, uart_fd;int x,y;static int cur_x = 0;static int cur_y = 0;static struct ts_ret unsigned int pressure; unsigned int x; unsigned int y; ts_ret;static struct phonenum char buffer100;unsigned int tail; phonenum;static void drawpixel(int x, int y, unsigned short color_mask)unsigned int bits;unsigned short *tmp;if(x=SCREEN_WIDTH)|(y=SCREEN_HEIGHT) return;bits = (SCREEN_WIDTH*y+x)*BITS_PER_PIXEL;tmp = LCD_MEM_BASE + bits/16; *tmp = color_mask;return;void drawline(int x, int y, int length, int flag, unsigned short color_mask)int i;if (flag)for (i=0;ilength;i+)drawpixel(x+i,y,color_mask);elsefor (i=0;ilength;i+)drawpixel(x,y+i,color_mask);void draw_char(int x, int y, unsigned char c, unsigned short color_mask)int i, j, t;unsigned short *p = helvB12_bits + (c - 0x20)*14;for (i=0; iCHAR_HEIGHT; i+)unsigned short tmp = pi;for (j=0; jCHAR_WIDTH; j+)if (tmp & 0x8000)for (t=0; t4; t+)drawpixel(x+j*4+t, y+i*4, color_mask);drawpixel(x+j*4+t, y+i*4+1, color_mask);drawpixel(x+j*4+t, y+i*4+2, color_mask);drawpixel(x+j*4+t, y+i*4+3, color_mask);tmp = tmp 1;void draw_keyboard(void)int i;for (i=0;i5;i+)drawline(start_x0,start_y0+i*OFFSET_Y,SCREEN_HEIGHT,1,WHITE_COLOR);drawline(start_x0,start_y1+i*OFFSET_Y,SCREEN_HEIGHT,1,WHITE_COLOR);for (i=0;i5;i+)drawline(start_x0+i*OFFSET_X,start_y0,SCREEN_WIDTH/2,0,WHITE_COLOR);drawline(start_x1+i*OFFSET_X,start_y0,SCREEN_WIDTH/2,0,WHITE_COLOR);for (i=0;i3;i+)draw_char(start_x2+i*OFFSET_X,start_y2,1+i,BLUE_COLOR);draw_char(start_x2+i*OFFSET_X,start_y3,4+i,BLUE_COLOR);draw_char(start_x2+i*OFFSET_X,start_y4,7+i,BLUE_COLOR);draw_char(start_x2,start_y5,0,BLUE_COLOR);draw_char(start_x3,start_y6,*,BLUE_COLOR);draw_char(start_x4,start_y5,#,BLUE_COLOR);draw_char(start_x5,start_y2,%, GREEN_COLOR);draw_char(start_x5,start_y3,&,RED_COLOR);draw_char(start_x5,start_y4,$,WHITE_COLOR);draw_char(start_x5,start_y5,(,RED_COLOR);void draw_stringline(char *s, unsigned short color_mask)unsigned char *tmp = (unsigned char *)s;while (*tmp)draw_charline(*tmp,color_mask);tmp +;void draw_charline(unsigned char c, unsigned short color_mask)int i,k,n,x,y;unsigned long offset,*tmpnew;unsigned short *p = helvB12_bits+(c-0x20)*14;offset = SCREEN_WIDTH*(LINE_HEIGHT)*BITS_PER_PIXEL/32;n = SCREEN_WIDTH*(SCREEN_HEIGHT-LINE_HEIGHT-6)*BITS_PER_PIXEL/32;tmpnew = (unsigned long *)LCD_MEM_BASE;for (i=0;i=SCREEN_HEIGHT-6)for (i=n;in+offset;i+)*tmpnew+=0x1f001f;cur_x = 0;cur_y = SCREEN_HEIGHT-LINE_HEIGHT-6;x=cur_x;y=cur_y;for (i=0;iCHAR_HEIGHT;i+)unsigned short tmp = pi;for (k=0;kCHAR_WIDTH;k+)if (tmp & 0x8000)drawpixel(x+k,y+i*2,color_mask);drawpixel(x+k,y+i*2+1,color_mask);tmp = tmp 1;cur_x += helvB12_widthc-0x20 + 1;return;char getkey(int x, int y)char key;char addr44 = 0,7,4,1,*,8,5,2,#,9,6,3,S, ,H,C;x = (x - 80) / 120;y = (y - 80) / 80;if(x 3) x = 3;if(y 3) y = 3;key = addrxy;draw_charline(key, RED_COLOR);return key;char dialing(void)char key, ctl, cr;ctl = 26;cr = 13; key = getkey(x, y);printf(key = %cn, key); if(key!=S & key!=H & key!=C & key!= ) phonenum.bufferphonenum.tail+ = key;if(key = C) write(uart_fd, atd, strlen(atd);usleep(1000);write(uart_fd, phonenum.buffer, phonenum.tail);usleep(1000);write(uart_fd, ;r, strlen(;r); phonenum.tail = 0;else if(key = S)write(uart_fd, atr, strlen(atr);usleep(1000);write(uart_fd, atr, strlen(atr);usleep(1000);write(uart_fd, at+cmgf=1r, strlen(at+cmgf=1r);usleep(1000);write(uart_fd, at+cmgs=, strlen(at+cmgs=);usleep(1000);write(uart_fd, phone