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1、(10)申请公布号 CN 103336612 A(43)申请公布日 2013.10.02CN103336612A*CN103336612A*(21)申请号 201310250572.0(22)申请日 2013.06.21G06F 3/041(2006.01)(71)申请人中国科学院上海技术物理研究所地址 200083 上海市虹口区玉田路500号(72)发明人李燕 李争 周玄 汤心溢 刘源(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司 31213代理人郭英(54) 发明名称基于串口通讯和ARM嵌入式处理系统的触摸屏操控系统(57) 摘要本发明公开了一种基于串口通讯和ARM嵌入式处理系统的触摸屏操控。
2、系统。该系统包括ARM处理芯片、串口收发控制芯片、NAND闪存、移动DDR、LCD接口、USB接口的ARM嵌入式处理板、串口触摸屏控制板和触摸屏设备。串口触摸屏控制板将用户操作信号以串口数据报形式传送给ARM嵌入式处理板，ARM嵌入式处理板通过串口与信号处理设备进行数据通讯，然后通过装载在ARM处理芯片上的软件系统将结果数据在界面上显示出来。本发明的优点在于：用低成本的方式将传统的显示操作设备改造成为带有触摸屏输入功能的操作设备，同时无需改变原有处理系统的硬件架构，就能发挥触摸屏直观、易用的操作优势。(51)Int.Cl.权利要求书1页 说明书3页 附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局。
3、(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书3页 附图1页(10)申请公布号 CN 103336612 ACN 103336612 A1/1页21.一种基于串口通讯和ARM嵌入式处理系统的触摸屏操控系统，包括ARM嵌入式处理板、串口触摸屏控制板和触摸屏，其特征在于：所述的ARM嵌入式处理板包括ARM处理芯片、串口收发控制芯片、NAND闪存、移动DDR、LCD接口和USB接口，其具体配置为：ARM11架构的处理芯片，配备256M字节以上的移动DDR内存和1.5G以上字节NAND闪存，拥有USB协议接口、LCD接口和2个以上的RS-232串行接口；在ARM嵌入式处理板上装载有系统引导程序、linux。
4、嵌入式操作系统、USB、LCD、串行接口和触摸屏的驱动程序，以及包含串口收发操作、界面显示/更新、内部处理的用户界面应用程序；所述的串口触摸屏控制板采用输入为4-线、5-线、8-线的电容型或者电阻型触摸屏的信号，输出为符合RS-232串行接口协议规范的控制板；所述的触摸屏采用带有彩色LCD显示接口的输出为4-线、5-线、8-线的电容型或者电阻型触摸屏；系统的串口触摸屏控制板将输入的触摸屏上用户操作信号转换为数据报形式，经过串口输出给ARM嵌入式处理板；ARM嵌入式处理板通过装载在ARM处理芯片上的软件系统对用户操作进行具体的操控响应；同时，ARM嵌入式处理板通过串口与信号处理设备进行数据通讯，。
5、将用户的要求发送给信号处理设备，并接收的信号处理设备的结果数据，更新显示到界面上。权 利 要 求 书CN 103336612 A1/3页3基于串口通讯和 ARM 嵌入式处理系统的触摸屏操控系统技术领域0001 本发明涉及一种触摸屏控制系统，具体涉及一种基于串口通讯和ARM嵌入式处理系统的触摸屏操控系统。它适用于给传统鼠标操作设备进行低成本和快速添加触摸屏功能的应用。背景技术0002 现今，随着触摸屏技术的发展和普及，越来越多的用户对这种新颖的、便利的人机交互方式感到满意。因此，很多面向用户的操作设备为了改善用户使用体验，在产品升级和换代时考虑加入触摸屏技术。如果对已有设备的软硬件系统重新进行开。
6、发，可能会花费很长的时间，并且耗费巨大的人力、物力，特别是当原有设备的开发依赖于多方协作时，新设备的研发开销将大大增加。为了适应当前用户的使用需求和降低新设备的开发成本，本发明提出了基于串口通讯和ARM嵌入式硬件平台的触摸屏操控系统，利用触摸屏技术、串口通信技术、QT跨平台界面开发技术，将设备的人机交互功能和核心计算处理功能分离开来把人机交互功能在该系统平台上进行实现，并且使用串口协议在两大功能部分之间进行通讯，从而在不改变原有设备的硬件结构基础上，实现产品的快速升级或者新研发设备功能的快捷验证。发明内容0003 本发明的目的在于提供一种基于串口通讯和ARM嵌入式处理系统的触摸屏操控系统，将传。
7、统的鼠标输入操作设备改造成带有触摸屏输入功能的设备，解决传统设备操作方式的低成本、快捷的升级换代问题。0004 本发明的系统包括ARM嵌入式处理板（包含ARM处理芯片、串口收发控制芯片、NAND闪存、移动DDR、LCD接口和USB接口）、串口触摸屏控制板和触摸屏。0005 所述的ARM嵌入式处理板包括ARM处理芯片、串口收发控制芯片、NAND闪存、移动DDR、LCD接口和USB接口，其具体配置为：ARM11架构的处理芯片，配备256M字节以上的移动DDR内存和1.5G以上字节NAND闪存，拥有USB协议接口、LCD接口和2个以上的RS-232串行接口；在ARM嵌入式处理板上装载有系统引导程序、。
8、linux嵌入式操作系统、USB、LCD、串行接口和触摸屏的驱动程序，以及包含串口收发操作、界面显示/更新、内部处理的用户界面应用程序；0006 所述的串口触摸屏控制板采用输入为4-线、5-线、8-线的电容型或者电阻型触摸屏的信号，输出为符合RS-232串行接口协议规范的控制板；0007 所述的触摸屏采用带有彩色LCD显示接口的输出为4-线、5-线、8-线的电容型或者电阻型触摸屏；0008 系统的串口触摸屏控制板将输入的触摸屏上用户操作信号转换为数据报形式，经过串口输出给ARM嵌入式处理板；ARM嵌入式处理板通过装载在ARM处理芯片上的软件系统对用户操作进行具体的操控响应；同时，ARM嵌入式处。
9、理板通过串口与信号处理设备进说 明 书CN 103336612 A2/3页4行数据通讯，将用户的要求发送给信号处理设备，并接收的信号处理设备的结果数据，更新显示到界面上。0009 本发明有以下三个主要的优点：0010 1研发成本低、时间周期短。为了给传统设备的添加触摸屏功能，本系统不需要对原先的信号处理设备的硬件结构进行改动，就能够添加触摸屏的功能，并且不需要按照原系统开发触摸屏的驱动程序，这样能够大大降低开发的成本和时间周期。此外，本专利系统还可以作为系统功能的快速验证和设备换代改造的中间阶段产品。0011 2适应性强、拓展容易。由于本专利系统通过串行接口与信号处理器相连，因此只要能够支持串。
10、行接口的带有处理器的电路板都能够作为信号处理器，如：通用计算机、DSP处理器、FPGA、单片机等。并且，系统中采用了功能强大的ARM嵌入式处理芯片，除了专利中叙述的必须功能之外还可以进行多媒体、网络等方面的拓展。0012 3触摸屏有坚固耐用、节省空间、直观、良好的人机交流等特点。由于具有以上各种优点，触摸屏作为一种全新的多媒体交互载体和良好的用户体验设备，使得越来越多的系统在升级和换代时考虑使用它。附图说明0013 图1系统的硬件结构图。0014 图2ARM嵌入式处理板结构图。0015 图3ARM处理芯片上的系统软件结构图。具体实施方式0016 系统的硬件搭建方面：0017 首先是ARM嵌入式。
11、处理板（附图2），采用三星公司S3C6410的ARM芯片作为重要的处理器。该芯片是三星公司推出的一款低功耗、高性价比的RSIC处理器；它基于ARM11内核ARM1176JZF-S架构，拥有丰富的内部资源和强大的视频处理能力，还支持移动DDR和多种NAND闪存；它可稳定运行在667MHz以上的主频率上，集成了多种接口，如复合视频信号、摄像头、USB、SD卡、LCD液晶屏、以太网等，同时支持最多4个串行接口；它还提供了优化的外部存储器接口，能满足在高速通信中的数据带宽要求。由于这些突出的性能表现，被广泛地应用于移动电话和通用处理等领域。在ARM嵌入式处理板上，为ARM处理芯片配备了2片128M字节。
12、的移动DDR内存和2G字节NAND闪存，它们分别作为系统软件运行时的主存和数据存储器使用。0018 串口控制芯片采用MAXIM公司的MAX3232芯片，配备有2个支持纯正的RS-232串口协议的收发器，在3.0V5.5V电压范围内均能正常工作。系统中的串行接口均采用9针D型的串口连接器。0019 其次，触摸屏控制板使用PenMount公司9000CH型控制板，针对4-线、5-线和8-线电阻型触摸屏输入，进行19200波特率的RS-232串行接口的数据帧输出，该控制板可以支持最大20482048的触摸分辨率。触摸屏控制板上采用ATMEL公司ATMEGA8L型高效率、低功耗的AVR微处理器，完成触。
13、摸屏的模拟信号的采集、模数转换和数据成帧输出。该微处理器使用增强版RISC架构，最高处理能力为16MIPS（时钟频率16MHz），内置8kB可编程的说 明 书CN 103336612 A3/3页5程序存储器、512字节EEPROM、1KB内部SRAM、两个8bit定时器、8通道的10bit精度模数转换器（ADC）等丰富的硬件资源。触摸屏控制板还运用SIPEX的SP232AEN芯片，进行符合RS-232串口协议的120kbps速率的数据输出。0020 再次，触摸屏采用5-线10.4寸电阻型触摸板，显示器为友达公司10.4寸、LCD接口、分辨率800600的TFT彩色显示器。0021 系统中ARM。
14、嵌入式处理板的配套软件系统方面：0022 在软件体系结构（附图3）中，上电后首先启动的是系统引导程序，然后由操作系统掌管系统资源的运行，在接口驱动部分执行USB、串口、显示和触摸屏的驱动程序，再启动用户界面程序，响应用户的各种操作需求。0023 系统引导装载器（Bootloader）采用Uboot1.1.6版本的程序源码。U-Boot（Universal Bootl oader），是遵循GPL条款开放的源码项目，用于在处理板硬件初始化时提供硬件资源信息，从而引导、装载嵌入式操作系统运行的固件程序。它承担嵌入式Linux系统的引导工作。0024 Linux操作系统采用2.6.36版本的内核系统。。
15、由于本系统中的外围硬件接口只涉及USB、串行接口、LCD显示器和触摸屏，因而可以在外部接口部分只保留USB、串行接口、LCD显示器和触摸屏的驱动程序，以精简内核的功能。0025 用户界面程序，是在QT Creator的跨平台开发环境中基于Qt4.8.2库设计的。它可以按照功能分为三个模块串口收发操作模块、界面响应/更新模块和内部处理模块。当在串口上接收到信号处理器发送来的数据报文，用户界面程序调用“串口收发操作模块”进行数据解析并递交给“内部处理模块”，然后根据数据的具体含义，执行相应的操作（比如：参数更新、界面更新等）；当用户界面程序接收到用户在界面上的操作，调用“界面响应/更新模块”进行响应，然后进入“内部处理模块”进行处理，并根据具体的操作内容，可以通过“串口收发操作模块”向信号处理器发送数据报文，也可以由“界面响应/更新模块”更新界面的显示。说 明 书CN 103336612 A1/1页6图1图2图3说 明 书 附 图CN 103336612 A。