嵌入式系统触摸屏设计

1、触摸屏界面，5.6.1触摸屏的工作原理和结构触摸屏附着在显示器表面，根据显示屏上触摸点对应坐标点的显示内容或图形符号进行相应的操作。触摸屏根据其工作原理可分为五种类型：矢量压力传感、电阻、电容、红外和表面声波。电阻式触摸屏在嵌入式系统中普遍使用。电阻式触摸屏的结构如图5.6.1(c)所示。最顶层是塑料层，其外表面硬化、光滑且防刮伤，内表面也涂有导电层(氧化铟锡或镍金)。基层采用一层玻璃或薄膜，内表面涂有一层透明导电层，称为氧化铟锡；在两个导电层之间有许多薄的透明隔离点(小于千分之一英寸)来隔离它们。每个工作面的两个边缘涂有银胶，称为工作面的一对电极。一端施加5V电压，另一端施加0V电压，在工作

2、面的一个方向上形成均匀连续的平行电压分布。当在X方向上向电极对施加一定的电压，而在Y方向上没有向电极对施加电压时，在X平行电压场中，接触处的电压值可以反映在Y(或Y)电极上。通过测量Y电极和地之间的电压，可以通过模数转换获得触点的X坐标值。类似地，当电压被施加到Y电极对，但是没有电压被施加到X电极对时，接触的Y坐标可以通过测量X电极的电压和模数转换来获得。当手指或笔触摸屏幕时(如图5.6.1(c)所示)，两个相互绝缘的导电层在触摸点接触，因为其中一个导电层(顶层)在X轴方向上连接到5V均匀电压场(如图5.6.1(a)所示)，检测层(底层)的电压从零变为非零。控制器检测到这种连接后，图5.6.1

3、触摸屏坐标识别的原理。电阻式触摸屏有两种类型：四线式和五线式。四线触摸屏的x工作面和y工作面分别应用于两个导电层，并且有四条引出线：x、x、y和y分别连接到触摸屏的x电极对和y电极对。四线电阻屏的触摸寿命不到一百万次。五线触摸屏是四线触摸屏的改进。在五线触摸屏中，X工作面和Y工作面都加在玻璃基板的导电涂层上，分时供电，即两个方向的电压场分时工作在同一个工作面上，而外导电层仅作为导体和电压测量电极。五线触摸屏需要引出五条线。五线电阻屏的触摸寿命可达3500万次。五线电阻屏的氧化铟锡层可以做得更薄，所以透光率和清晰度更高，几乎没有颜色失真。注意：电阻式触摸屏的外复合膜是由塑料材料制成的，使用太大的

4、力或锋利的工具可能会划伤触摸屏，导致触摸屏报废。5.6.2采用专用芯片的触摸屏控制接口。ADS7843是德州仪器公司生产的4线电阻式触摸屏转换接口芯片。它是一款12位采样模数转换器，具有同步串行接口。125千赫吞吐速率和2.7V电压下的功耗为750瓦，而关断模式下的功耗仅为0.5W。ads 7843采用SSOP 16引脚封装，温度范围为4085。ADS7843有两个辅助输入(IN3和IN4)，可以设置为8位或12位模式。X、X-、Y和Y-是转换器的模拟输入端子，DCLK是外部时钟输入引脚端子和/CS芯片选择端子。其外部连接电路如图2-44所示。电路的工作电压VCC为2 . 75 . 25伏，参

5、考电压VREF为1V VCC，这决定了转换器的输入范围。输出数据中每个数字位代表的模拟电压等于参考电压除以4096。平均基准输入电流由ADS7843的转换率决定。ADS7843专用芯片用于控制触摸屏，是否图2-44 ADS7843触摸屏控制界面。ADS7843发送给微控制器的x和y值只是当前触摸点电压值的A/D转换值，这不仅与触摸屏的分辨率有关，还与触摸屏和液晶显示器的连接有关。一般来说，液晶显示器的分辨率不同于触摸屏，坐标也不同。因此，为了使液晶显示器坐标与触摸屏坐标一致，有必要在程序中进行转换。假设液晶屏分辨率为320240，坐标原点在左上角。触摸屏分辨率为900900，坐标原点在左上角，

6、所以转换公式如下：xlcd=320(xx2)(x1x 2)；yLCD=240(yy2)(y1y2).如果坐标原点不一致，例如液晶坐标原点在右下角，触摸屏原点在左上角，转换公式如下：XLCD=320320(XX2)(X1X 2)；yLCD=240240(yy2)(y1y2).5 . 6 . 3 s3c 2410 a触摸屏接口电路。1S3C2410A与触摸屏S3C2410A之间的接口电路结构具有触摸屏接口。触摸屏接口包括外部晶体管控制逻辑和具有中断产生逻辑的模数转换器接口逻辑。它使用控制信号nYPON、YMON、nXPON和XMON来控制和选择触摸屏面板，并使用模拟信号AIN7和AIN5分别在X方

7、向和Y方向连接外部晶体管。在图5.20中，XP(X)连接到S3C2410A的端口A7，而YP(Y)连接到S3C2410A的端口A5。应注意，外部电压源应为3.3V，外部晶体管的内部电阻应小于5。当S3C2410A的nYPON、YMON、nXPON和XMON输出不同电平时，外部晶体管具有不同的导通条件，分别连接到X位置(通过A7)和Ya位置(通过A5)的输入。当nYPON、YMON、nXPON和XMON输出等待中断状态电平时，外部晶体管控制器输出低电平，与VDDA模数转换器相连的晶体管导通，中断线路处于上拉状态。当触笔点击触摸屏时，连接到AIN7的XP变为低电平，因此AIN7变为低电平，内部中断

8、线路变为低电平，从而导致内部中断。触摸屏的XP端口需要连接一个上拉电阻。图5.6.2中央处理器与触摸屏的连接图，2使用触摸屏的配置过程触摸屏用于由S3C2410A组成的嵌入式系统。配置过程如下：(1)通过外部晶体管将触摸屏引脚连接到S3C2410A(2)选择单独的X/Y位置转换模式或自动(顺序)X/Y位置转换模式以获得X/Y位置；(3)将触摸屏界面设置为中断等待模式；(4)如果发生中断，相应的转换过程(X/Y位置分离转换模式或X/Y位置自动(顺序)转换模式)将被激活；(5)获得正确的X/Y位置值后，返回等待中断模式。触摸屏S3C2410A的三种接口模式，触摸屏接口有五种接口模式。(1)普通模/

9、数转换模式是普通模/数转换模式，自动_PST=0，XY_PST=0。在这种模式下，可以在初始化设置期间读取ADCDAT0(模数转换器数据寄存器0)的XPDATA值，这可以通过设置ADCCON和ADCTSC来完成。(2)独立的X/Y位置转换模式独立的X/Y位置转换模式由两种转换模式组成：X位置模式和Y位置模式。表5.6.1列出了单独的X/Y位置转换模式下的转换条件。x位置模式(ADCTSC寄存器的AUTO_PST0和XY_PST1)将x位置转换数据写入ADCDAT0寄存器的XPDATA位，转换后，触摸屏接口向中断控制器发出中断请求(INT _ ADC)；y位置模式(ADCTSC寄存器中的AUTO

10、_PST=0，XY_PST=2)将y位置转换数据写入ADCDAT1寄存器的YPDA_TA位，转换后，触摸屏接口向中断控制器发出中断请求(INT_ADC)。表5.6.1分离的X/Y位置转换模式的转换条件，(3)当ADCTSC寄存器中的AUTO_PST=1和XY_PST=0时的自动(顺序)X/Y位置转换模式。将x的位置转换数据写入ADCDAT0寄存器的XPDATA位，然后将y的位置转换数据写入ADCDAT1寄存器的YPDA_TA位。转换后，触摸屏接口向中断控制器发出中断请求。转换条件与单独的X/Y位置转换中的条件相同(4)中断等待模式当ADCTSC寄存器中的XY _ PST为3时，进入中断等待模式

11、。在等待中断模式下，等待触笔点击。当触笔触摸触摸屏时，它将产生一个INT_TC中断。进入中断等待模式的条件如表5.6.2所示。表5.6.2等待中断模式下的转换条件，(5)待机模式：当ADCCON寄存器中的STDBM位设为1时，进入待机模式。进入待机模式后，模数转换停止，ADCDAT0的XPDATA和ADCDAT1的YPDATA保持最后转换的值。有三个与模数转换器和触摸屏相关的寄存器需要设置：ADCCON、ADCTSC和ADCDLY，还有两个只读寄存器：ADCDAT0和ADCDAT1。有关这些寄存器的位描述，请参见“5.2.2 S3C2410A的模数转换器”部分。4S3C2410A触摸屏坐标转换

12、控制电路S3C2410A触摸屏坐标转换控制电路如图5.6.3所示。在图5.6.3中，AIN7连接到触摸屏的x，AIN5连接到触摸屏的y。在图5.6.3中，使用了四个MOSFET，并且诸如nYPON、YMON、nXPON和XMON的控制信号分别连接到四个MOSFET。图5.6.3触摸屏坐标转换控制电路，5触摸屏控制程序示例触摸屏控制程序示例如下：在Ts_Sep功能中执行触摸屏初始化并启动触摸屏测试。触摸屏初始化主要是配置rADCCON和rADCTSC寄存器。并设置为等待中断模式。初始化后设置触摸屏中断服务功能Adc_or_TsSep)并启动触摸屏中断，然后在主程序中等待。此时，一旦有触摸动作，触摸屏将被中断，并被传输到Adc或TsS进行处理。您可以通过rADCTSC的位8判断触摸笔是按下还是抬起。数据收集后可以进行处理。前两个集合被视为屏幕精确数据，分别保存在ts_lefttop_x、ts_lefttop_y、ts_rightbot_x和ts_rightbot_y变量中。它们将