基于arm嵌入式触摸屏的设计与研究

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1、万方数据2009年11月第40卷第6期内蒙古大学学报(自然科学版)JournaloflnnerMon901iaUniversityNOv．2009V01．40No．6文章编号：looo—1638(2009)06一0708一04基于ARM嵌人式触摸屏的设计与研究+刘荣林，刘亚坤，武华，程晓东(内蒙古大学电子信息工程学院，呼和浩特010021)摘要：通过对触摸屏及控制器ADs7843工作原理的分析以及与ARM7微处理器LPc2387硬件连接的研究，设计出两种不同的触摸屏控制方式，并给出必要的软件编程及相关的触摸屏逻辑坐标与LcD物理坐标的转换公式

2、．实验表明，Microwire总线控制方式反应更灵敏、人机交互能力更强．关键词：触摸屏；微处理器f1／o时序模拟；Microwire总线中图分类号：TN873；TP311．55文献标识码：A嵌入式系统触摸屏的应用越来越广泛，诸如以PDA为标志的数码产品逐渐选用LCD触摸屏作为系统的输入设备．触摸屏分为电阻、电容、表面声波、红外线扫描和矢量压力传感等，其中用的最普遍的是四线或五线电阻触摸屏n3．然而在日常使用的触摸产品中，或多或少发现有些触摸屏对触摸动作响应不够灵敏，甚者会引起死机，是什么导致这些现象的产生?换言之，有没有更好触摸控制方式?围绕

3、这个疑问，本设计选用典型配置——四线式电阻触摸屏、触摸控制器ADS7843及LPC2387微处理器对嵌入式触摸屏进行设计与研究．1硬件系统原理1．1触摸屏工作原理触摸屏一般由三部分组成，两层透明阻性导体层、隔离层及电极．触摸屏工作时，上下导体层相当于电阻网络，当某一层电极加上电压时，会在该网络上形成电压梯度．如有外力使得上下两层在某一点接触，则在电极未加电压的另一层可以测得接触点处的电压，经过A／7D转换知道接触点处的坐标．如：在底层的电极(Y+，Y一)上加电压，则在底层导体层上形成电压梯度，当有外力使得上下两层在某一点接触，在顶层就可测得接

4、触点电压，再根据该电压与电极(x+)之间的距离关系，推出该处的Y坐标．然后，将电压切换到(X+，X一)顶层电极上，并在底层测量接触点电压，从而知道X坐标o)．1．2触摸屏控制器工作原理ADS7843由多个模拟开关组成的供电一测量电路网络和12位的A／D转换器(参见图1)组成，其最高转换速率达到125kHz．X+、Y+、X一、Y一是转换器模拟输入端．触摸屏工作时，上下导体层相当于电阻网络．当在X电极对上施加一确定的电压，而Y电极对上不加电压时，在X平行电压场中，触点处的电压值可以在Y+(或Y一)电极上反映出来，通过测量Y+电极对地的电压大小，便

5、可得知触点的X坐标值．同理，当在Y电极对上加电压，而X电极对不加电压时，通过测量X+电极的电压，便可得知触点Y坐标．1．3硬件接口电路触摸屏输入系统由微处理器、触摸屏、触摸屏控制器三部分组成．图2是一个实际的触摸屏输入系统，在该系统中，微控制器采用Philip公司ARM7内核的LPC238703；触摸屏采用SHARP公司的四线式电阻触摸屏；触摸屏控制器采用BB公司的ADS7843．·收稿日期：2009一07一06作者简介：刘荣林(1985～)，男，山东潍坊人，2007级硕士研究生．通讯作者：程晓东(1967～)，男，呼和浩特市人．副教授，博士

6、，研究方向为嵌入式系统开发与信息处理．万方数据第6期刘荣林等基于ARM嵌入式触摸屏的设计与研究709乎至√鼍tPENIRQ，笔中断信号DOUT／坐标输出BUSY，转换状态CS，使能控制DCLK／时钟信号D矾／控制字输入图1ADS7843结构图Fig．1AssumptiondiagramofADS7843o，nXⅨWIEINT0PENIRQY+Y电极MIS00DOUTX+XSCK0DCLKY二l电P1_31极BUSYX．MOSIOY电极DINSSEL0CSADS7843ILPC2387I图2触摸屏输入系统Fig．2Inputsystemofto

7、uch—screenLPC2387通过SSP接口、外部中断EINTo与ADS7843相连．当有触摸时，笔中断引脚输出低电平，从而向LPC2387提中断请求，表示有触摸发生，随后由LPC2387响应该请求，启动如图3所示的通信过程．在大多数产品设计中，主要采用I／O模拟ADS7843转换时序达到触摸控制的效果，很少采用SSP的Microwire总线方式对其控制．接下来的软件设计部分便针对这两种方案进行研究．查找两者的优缺点，找出更好的一种设计方案．24个时钟周期完成一次坐标转换的ADS7843转换时序及控制字格式如图3所示“)．cs—l厂DcL

8、K闩nnr]r]n几罔同几几r]几nn同同r]nnr]几r]同砌阿亚巫匦砸即即]厂]厂啪t]口亚巫口卫巫曰殂竺厂图3ADS7843转换时序及控制字格式Fig．3Co