嵌入式系统linux下触摸屏实验报告.docx
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嵌入式系统linux下触摸屏实验报告
一．硬件平台
1、处理器：
三星S3C2410，200MHZ
2、内存：
SDRAM，64M
3、外存：
NANDFLASH，64M
4、LCD&触摸屏：
SHARP，640×480，TFT
5、串口：
RS232，RS485
二．处理器结构
1、处理器核心
MMU，DCACHE，ICACHE，JTAG
2、系统总线
SDRAM，FLASH，LCD，中断，USB
3、外部总线
串口，USB，GPIO
试验一：
bootloader（ads、引导）
1、熟悉ADS1.2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（（unsignedchar*）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:
\n\r"）;
Uart_puts（"1.LoadkernelviaXmodem;\n\r"）;
Uart_puts（"2.Bootlinux;\n\r"）;
Uart_puts（"3.Loadkernelfromflashandboot;\n\r"）;
Uart_puts（"Makeyourchoice.\n\r"）;
do{
ch=Uart_getc（）;
}while（ch!
='1'&&ch!
='2'&&ch!
='3'）;
串口读写：
voidUart_putc（charc）
{
while（!
SERIAL_WRITE_READY（））;
（（UTXH0）=（c））;
}
unsignedcharUart_getc（）
{
while（!
SERIAL_CHAR_READY（））;
returnURXH0;
}
设置Linux核心启动命令行
char*linux_cmd="noinitrdinit=/initroot=/dev/nfsnfsroot=,tcpip=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-serverrestart
测试nfs服务器：
mount主机ip:
/home/arm_os/filesystem/rootfs/mnt
•试验二：
linuxkernel（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
makemenuconfig
3、交叉编译linux核心
makezImage
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，Nolineend；
•配置核心：
makemenuconfig；
•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LFlineend；
•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：
linuxdriver（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
intret;
dev_tdevno=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<0）{printk（"Registerchrdevregionfailed!
\n"）;returnret;}
cdev_init（&uart_cdev,&uart_fops）;
ret=cdev_add（&uart_cdev,devno,1）;
if（ret）{printk（"Addcdevicefailed!
\n"）;returnret;}
uart=ioremap（S3C2410_PA_UART1,0x4000）;
device_init（）;
ret=request_irq（IRQ_S3CUART_RX1,irq_rev_uart,IRQF_DISABLED,"uart",NULL）;
if（ret）{printk（"Requestirqfailed!
\n"）;returnret;}
loop_buffer_init（&readb,UART_SIZE）;printk（"Uartmoduleinit.\n"）;
return0;
串口设备释放函数
loop_buffer_free（&readb）;
free_irq（IRQ_S3CUART_RX1,NULL）;
cdev_del（&uart_cdev）;
unregister_chrdev_region（MKDEV（uart_major,0）,1）;
printk（"Uartmoduleexit.\n"）;
串口设备中断处理函数
charc;
while（!
（__raw_readb（uart+S3C2410_UTRSTAT）&0x1））;
c=（char）__raw_readl（uart+S3C2410_URXH）;
loop_buffer_add（&readb,c）;
return0;
串口设备读函数
inti=0;
if（*ppos>=UART_SIZE）return-EIO;
if（*ppos+size>UART_SIZE）size=UART_SIZE-*ppos;
do
{
charc;
if（!
loop_buffer_del（&readb,&c））
{
copy_to_user（buf+i,&c,1）;
i++;
}
else
schedule_timeout（10）;
}while（ireturnsize;
串口设备写函数
inti;charwmem[UART_SIZE];
if（*ppos>=UART_SIZE）return-EIO;
if（*ppos+size>UART_SIZE）
size=UART_SIZE-*ppos;
copy_from_user（wmem,buf,size）;
for（i=0;iwhile（!
（__raw_readl（uart+S3C2410_UTRSTAT）&0x4））;
__raw_writel（*（wmem+i）,uart+S3C2410_UTXH）;
}
returnsize;
串口访问应用程序
#include
#include
intmain（）
{
intuart_fd,i;charc;
uart_fd=open（"/dev/uart",O_RDWR）;
if（uart_fd<0）
{printf（"Opendeviceerror!
\n"）;return-1;}
for（i=0;i<50;i++）{
read（uart_fd,&c,1）;printf（"%c",c）;
write（uart_fd,&c,1）;
if（c=='q'）break;
}
close（uart_fd）;
return0;
}
•试验四：
linuxdriver（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
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；
Linuxframebuffer设备操作
fb_fd=open（"/dev/fb0",O_RDWR）;
if（fb_fd<0）{
printf（"Openfbdeviceerror!
\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
voiddrawpixel（intx,inty,unsignedshortcolor_mask）
{
unsignedintbits=
（SCREEN_WIDTH*y+x）*BITS_PER_PIXEL;
unsignedshort*tmp;
tmp=（unsignedshort*）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
voiddrawline（intx,inty,intlength,
intflag,unsignedshortcolor_mask）
{
inti;
if（flag==0）//画横线;
for（i=0;idrawpixel（x+i,y,color_mask）;
if（flag==1）//画竖线;
？
？
？
}
画字符函数
voiddraw_char
（intx,inty,//字符在屏幕上的坐标
unsignedcharc,//字符值
unsignedshortcolor_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
intret;
dev_tdevno=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（"Registerchrdevregionfailed!
\n"）;returnret;}
cdev_init（&ts_cdev,&ts_fops）;
ret=cdev_add（&ts_cdev,devno,1）;
if（ret）{printk（"Addcdevicefailed!
\n"）;returnret;}
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（"Requestirqfailed!
\n"）;returnret;}
TS_OPEN_INT（）;ts_time=jiffies;
printk（"Ts_ads7843moduleinit.\n"）;
return0;
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_ads7843moduleexit.\n"）;
触摸屏设备中断处理函数
if（jiffiesreturn0;
if（（s3c2410_gpio_getpin（S3C2410_GPF5）
&ADS7843_PIN_PEN）==0）
{
udelay（10）;
get_XY（）;
ts_time=jiffies;
wake_up_interruptible（&wq）;
udelay
（2）;
}
return0;
触摸屏设备读函数
structts_retts_ret;
intsize=0;
while（count>=sizeof（structts_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（structts_ret））;count-=sizeof（structts_ret）;
size+=sizeof（structts_ret）;
}
returnsize;
触摸屏访问应用程序
#include
#include
intmain（）
{
intts_fd,i;charc;structts_retts_ret;
ts_fd=open（"/dev/ts_ads7843",O_RDWR）;
if（ts_fd<0）{
printf（"Opentsdeviceerror!
\n"）;return-1;}
for（i=0;i<50;i++）{
if（read（ts_fd,&ts_ret,sizeof（structts_ret）））{
if（ts_ret.xif（ts_ret.x>Xmax）ts_ret.x=Xmax;
if（ts_ret.yif（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）;
return0;
}
•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
串口2初始化
寄存器定义：
#defineOSULCON2（*（volatileunsignedchar*）0x）
#defineOSUCON2（*（volatileunsignedchar*）0x）
#defineOSUFCON2（*（volatileunsignedchar*）0x）
#defineOSUMCON2（*（volatileunsignedchar*）0x5000800C）
#defineOSUBRDIV2（*（volatileunsignedshort*）0x）
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9600bps
AT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：
NOCARRIER
•举例：
发送“atd\r”即主叫该号码；
3、接电话：
•发送:
ATA,连接成功：
OK,否则：
NOCARRIER
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=1\r”,设为文本模式；
（2）发送“at+cmgs=\r”.
（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）.
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