触摸屏作为一种简单、自然的人机交互方式，极大地方便了用户操作。电阻触摸屏因具有成本低、韧性大、不易受温度、湿度和电磁干扰等因素影响的优点，在工业控制、仪器仪表等领域得到日益广泛应用[1-5]。坐标数据采集是实现触摸操作的核心环节，一般采用单片机(或处理器)配合专用触摸屏控制器的硬件方案[6,7]。随着嵌入式技术的飞速发展，微处理器在具备高性能中央处理单元的同时兼具丰富的外围设备，使触摸屏硬件方案得以简化[8-9]。德州仪器Sitara AM335x是基于ARM Cortex-A8内核的、面向工业应用的微处理器，其触摸屏控制器与模数转换器子系统(Touch Screen Controller and Analog to Digital Convertor Sub System，TSC_ADC_SS)内置模数转换器(Analog Digital Convertor，ADC)，能够工作于8通道ADC、4通道ADC和4线触摸屏、3通道ADC和5线触摸屏、8线触摸屏4种应用模式[10]。该项目在详细讨论TSC_ADC_SS结构和工作流程的基础上，设计实现了WinCE7.0系统下的电阻触摸屏驱动和模数转换驱动程序。

1 TSC_ADC_SS的组成及工作流程

TSC_ADC_SS包含1个有限状态机(Finite State Machine，FSM)序列器、1个模拟前端(Analog Front End)、2个先入先出(First In First Out，FIFO)缓存器、1组FIFO访问控制器和其它一些内部互联信号接口。可允许配置的A/D转换过程单元被称为步骤，FSM总共支持16个普通步骤和针对触摸屏应用的空闲以及充电2个专用步骤，通过StepEnable寄存器使能或禁止指定步骤。每个步骤还都对应有StepConfig和StepDelay2个配置寄存器，FSM按照相应的设置控制着TSC_ADC_SS的运行过程。AFE是具有多路选通功能的12位逐次逼近式A/D转换器，结构如图1所示，上下拉电压、输入通道、基准电压、差分控制、同步方式通过StepConfig寄存器配置，输入延迟和A/D采样延迟则通过StepDelay寄存器配置。FIFO可被DMA或CPU访问，用于存放A/D转换结果，结果为多少次转换的平均值以及由选择哪个FIFO存放通过StepConfig配置。图1所示为模拟前端功能方框图。

  

图1 模拟前端功能方框图

FSM有硬件和软件2种同步方式，处理流程有所不同。

硬件同步由硬件中断产生的事件进行触发，一类是来自于AFE的触摸屏按压事件，另一类是来自于定时器等的处理器内部事件。当将硬件事件映射为触摸屏按压事件时，FSMS在由按压触摸屏引发硬件同步而触发A/D转换前一直保持空闲状态，并在最后一个硬件同步步骤结束后进入充电步骤，从而为下一个按压事件做准备。

软件同步是将步骤配置成软件使能，FSM在TSC_ADC_SS使能后立即进入空闲状态，忽略触摸屏硬件中断，然后根据StepEnable寄存器的值决定后续流程：如果所有步骤都禁能，FSM会返回到空闲状态并更新IdleConfig寄存器的值；如果存在使能的步骤，FSM将从编号最小的步骤开始，按升序遍历各步骤，此过程中若某个步骤禁能，FSM会跳转到下一个步骤。

将电阻屏的2个横向电极分别连接到AN0、AN1输入端，2个纵向电极分别连接到AN2、AN3输入端，将FSM的1～6步骤作为触摸屏使用。为了尽可能减小触摸屏硬件性能对A/D转换的不良影响(包括回弹差异造成触碰事件误判、灵敏度差异造成触点跳动等)，采用软件使能触发转换步骤。

将4路4～20 mA标准电流信号经I/V转换电路转换成0～1.8 V模拟电压信号后，分别接到AIN4-AIN7输入端，将FSM的13～16步骤作为模拟电压采集使用。静态信号的A/D转换对采样频率没有过高要求，采用软件使能触发转换步骤，由应用层用户程序控制采集的开启与关闭。

2 电阻触摸屏应用开发

硬件同步和软件同步可以同时存在，但需要注意的是： (1)FSM处于空闲状态时，如果产生触摸屏按压事件，则会依次执行硬件同步步骤和充电步骤，这个过程中软件使能步骤不能抢占进来；如果没有产生硬件事件，会执行使能的软件步骤。(2)FSM正在执行软件步骤时，如果配置了硬件步骤抢占，一旦产生触摸屏按压事件，FSM将立即停止当前的软件步骤转去执行硬件步骤，当最后一个硬件步骤和充电步骤结束后，FSM再从抢占发生之前的软件步骤继续执行；如果未配置硬件步骤抢占，那么在执行完所有软件步骤前所有触摸事件都将被忽略，也就是说，不能被觉察到最后一个软件步骤结束前完成释放的按压动作。

PDDInitializeHardware负责寄存器地址重映射和配置引脚、中断、时钟、模式和步骤等工作。触摸屏采集数据保存在FIFO1中，部分步骤的转换结果是多次转换的平均值，各步骤的配置如表1所示。PDDTouchIST为IST线程函数，通过WaitForSingleObject函数等待触摸屏事件发生，一旦发生便调用PDDTouchPanelGetPoint函数来读取触点坐标。PDDTouchPanelGetPoint调用tscadc_getdatapoint函数处理硬件中断，中断处理流程如图2所示。表1所示为触摸屏步骤配置。

WinCE的触摸屏驱动采用模型设备驱动(Model Device Driver，MDD)和平台依赖驱动(Platform Dependent Driver，PDD)的分层结构，MDD已由微软实现，PDD位于touchscreenpdd.cpp文件，对应函数以“PDD”开头，与获取触摸坐标密切相关的函数有PDDInitializeHardware、PDDTouchIST和PDDTouchPanelGetPoint。

综合各学者对“两法衔接”机制的认识，作者认为没有本质性区别，都强调行政执法与刑事司法的关联性，均要求一旦发现行政犯罪，必须追究相应的刑事责任。据此，涉水领域“两法衔接”机制可初步界定为：水行政主管部门和流域管理机构等水行政执法主体在执法过程中，发现涉水违法行为涉嫌构成犯罪的，及时向公安机关和检察机关通报和备案，将行政犯罪行为从水行政执法中分离出来，按照相关规定移送至刑事司法机关，纳入刑事司法程序，由刑事司法机关进行侦查、起诉、审判。

 

表1 触摸屏步骤配置

  

序号使能端SEL_INPSEL_INMSEL_RFPSEL_RFM作用1XPPSW、YNNSWAN0VREFNVDDAVSSA减小回弹差异、去抖2YNNSWAN0VREFNVDDAVSSA用于判断是否为拖动操作3YPPSW、XNNSWAN0VREFNVDDAVSSA减小回弹差异、去抖4XNNSWAN3VREFNVDDAVSSA用于判断是否为拖动操作5XPPSW、XNNSWAN3VREFNVDDAVSSA采集触点x轴位置6YPPSW、YNNSWAN0VREFNVDDAVSSA采集触点y轴位置

  

图2 硬件中断处理流程

3 模拟量采集应用开发

本试验所采用的土样为普通建筑黄砂.对试验用砂进行筛分试验,确定试验用砂为级配不良中细砂,具体参数如表1所示.在铺设砂土时,采用雨落法分层铺设,砂土层铺设的总厚度为800 mm.

模拟量采集驱动程序采用流驱动结构，对应注册表项的DLL和Prefix属性分别为” adc.dll”和”ADC”，重点实现ADC_Init、ADC_DeInit、ADC_IOControl3个流接口函数。

观察组与对照组的中位生存期分别为（16.44±2.12）个月和（11.94±3.19）个月，KM法分析显示观察组高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。

ADC_Init所做工作与PDDInitializeHardware的类似，不过要设置将采集数据保存到FIFO0中。ADC_DeInit可以看作是ADC_Init的逆过程，将初始化申请的各种资源释放掉。ADC_IOControl支持的命令及功能如表2所示。

 

表2 A/D采集流驱动自定义命令

  

宏值动作IOCTRL_ADC_POWERON0x01通过输出脚使能电源芯片,为待采集模拟电压提供电源IOCTRL_ADC_POWEROFF0x02通过输出脚禁能电源芯片,关断待采集模拟电压的电源IOCTRL_ADC_GETCHN10x03使能步骤13,采集第一路模拟电压信号IOCTRL_ADC_GETCHN20x04使能步骤14,采集第二路模拟电压信号IOCTRL_ADC_GETCHN30x05使能步骤15,采集第三路模拟电压信号IOCTRL_ADC_GETCHN40x06使能步骤16,采集第四路模拟电压信号

4 结论

(1)所设计的电阻触摸屏驱动程序和ADC驱动程序运行正常，单击、双击、拖拽操作流畅无误，模拟电压信号采集准确稳定。

(2)采用TSC_ADC_SS方案能够满足触摸及常规模拟量采集要求，有助于简化基于AM335X微处理器的嵌入式工业控制器的硬件结构，并可降低系统成本。

一是稽察工作力度加大，实现区域和项目类型的全覆盖。2013年水利稽察以防洪薄弱环节、农田水利和重点水利工程建设项目为重点，进一步拓宽稽察工作覆盖范围，大幅度提高稽察项目数量，水利稽察工作力度显著加大。部本级全年稽察项目429个，较去年增长近一倍；指导地方完成稽察项目1 200多个；抽取11个重点工程项目进行了工程实体质量检测。稽察项目涵盖农村饮水安全、中小河流重点河段治理、重点小（2）型病险水库除险加固、枢纽及水源工程、中型水库工程、江河治理工程、小型农田水利重点县建设、大型灌区续建配套与节水改造、中小河流水文监测系统建设等9类重点工程，覆盖全国所有省级行政区域。

参考文献：

[1] 朱枫,张建义,袁嫣红.基于嵌入式系统的煤层气排采远程监控系统[J]. 微型机与应用,2015,34 (13): 91-96.

[2] 黄越洋,张贵宇,石元博,等.基于触摸屏的地源热泵监控系统设计及应用[J]. 制造业自动化,2016,38 (9): 24-26.

[3] 程鸣亚,史先传,钱磊,等. 基于RS-485总线的触摸屏和多个STM32从站通信的研究与实现[J]. 化工自动化及仪表,2016,43 (8): 882-886.

[4] 荀艳丽,刘魁.基于Cortex-A8的数据采集监控系统设计[J].工业仪表与自动化装置,2016, (4): 85-88.

[5] 康迪,荆婷婷. 基于Cortex-A8的电能质量监测系统的设计[J].电源技术,2016,40 (7): 1 513-1 514.

[6] 朱伟胜,郝卫东,肖勇军,等.嵌入式ARM下的触摸屏驱动系统设计[J].计算机系统应用,2010,19 (9): 248-251.

[7] 吴青萍,沈凯.基于ARM处理器的TSC2046触摸屏控制器的应用[J].现代电子技术,2011,34 (23): 195-200.

[8] 冯先成,李小鹏,司擎华.基于S3C2410嵌入式系统的触摸屏驱动设计[J].光学与光电技术,2012,10 (6): 72-76.

[9] 王璐凡.基于嵌入式系统的触摸屏驱动设计与实现[J].电子测试,2015,(14): 37-58.

[10] Texas Instruments Incorporated. AM335x AND AMIC110 SitaraTM Processors Technical Reference Manual [Z]. 2016,9: 1 783-1 875.