嵌入式系統(tǒng)觸摸屏的應用越來越廣泛,，諸如以PDA為標志的數(shù)碼產(chǎn)品和工業(yè)領域中使用的大量儀器儀表都逐漸選用LCD觸摸屏作為系統(tǒng)的輸入設備。觸摸屏分為電阻,、電容,、表面聲波、紅外線掃描和矢量壓力傳感等,，其中用的最普遍的是四線或五線電阻觸摸屏,。四線電阻觸摸屏是由兩個透明電阻膜構成的，在它的水平和垂直電阻網(wǎng)上施加電壓,，就可通過A／D轉(zhuǎn)換面板在觸摸點測量出電壓,，從而對應出坐標值,。本文除簡單介紹ADS7843工作原理之外，主要討論觸摸屏控制器的兩種控制方式,，并給出了具體的應用連接圖,。
1 觸摸屏控制器工作原理
ADS7843內(nèi)部是一個由多個模擬開關組成的供電－測量電路網(wǎng)絡和12位的ADC組成，如圖1所示,。其最高轉(zhuǎn)換頻率達125 kHz,。X+、Y+,、X－,、Y－是轉(zhuǎn)換器模擬輸入端，實際上是一個四通道多路器,。觸摸屏工作時,，上下導體層相當于電阻網(wǎng)絡,。當在X方向的電極對上施加一確定的電壓,，而Y方向電極對上不加電壓時，在X平行電壓場中,，觸點處的電壓值可以在Y+(或Y－)電極上反映出來,，通過測量Y+電極對地的電壓大小，便可得知觸點的X坐標值,。同理,，當在Y電極對上加電壓，而X電極對上不加電壓時,，通過測量X+電極的電壓,，便可得知觸點的y坐標。
2 硬件接口電路
觸摸屏輸入系統(tǒng)由微控制器,、觸摸屏,、觸摸屏控制器三部分組成。圖2是一個實際的觸摸屏輸入系統(tǒng),。在該系統(tǒng)中,，微控制器采用Philips公司ARM7內(nèi)核的LPC2387；觸摸屏采用Sharp公司的四線式電阻觸摸屏,；觸摸屏控制器采用BB公司的ADS7843,。LPC2387通過SSP接口和外部中斷EINT0與ADS7843相連。當筆中斷信號為低時,，表示有觸摸發(fā)生,。SSP為同步串行接口控制器，可控制SPI,、4線SSI或半導體Microwire總線操作,，通過配置寄存器將其設定為Mi－crowire通信方式，由LPC2387啟動兩次Microwire傳送來完成坐標采集。第1次輸入采集X坐標的控制字輸出未經(jīng)變換的X坐標,。第2次輸入Y坐標控制字輸出未經(jīng)變換Y坐標,。當然也可以不用SSP功能，采用通用I／O端口模擬ADS7843轉(zhuǎn)換時序達到觸摸控制的效果,。ADS7843轉(zhuǎn)換時序及控制字格式如圖3所示,。
3 系統(tǒng)軟件設計
觸摸屏軟件設計包括I／O口初始化程序、筆中斷服務程序和ADS7843測量子程序三部分,。當有觸摸時,，ADS7843向LPC2387發(fā)出中斷請求并響應，程序跳至啟動通信代碼處,，讀取ADS7843的轉(zhuǎn)換結(jié)果,，從而得到觸摸點的坐標。在ADS7843測量子程序中,，完成一次微處理器和ADS7843之間的通信,。
觸摸屏的軟件設計可采用兩種方式：一種是利用SSP接口的Microwire方式直接控制；另一種是I／O端口模擬ADS7843轉(zhuǎn)換時序來實現(xiàn)坐標采集,。
3．1 Microwire方式
Microwire格式采用半雙工模式,。每次串行發(fā)送8位控制字開始，在發(fā)送控制字過程中,，SSP不接收數(shù)據(jù),，待發(fā)送完畢后，片外從器件ADS7843對其譯碼,，并且最后一位發(fā)送結(jié)束的一個串行時鐘后,，才返回主機所需的數(shù)據(jù)。它的這種傳輸方式恰好與ADS7843轉(zhuǎn)換時序吻合,，只要對SSP寄存器配置準確便可方便地控制觸摸屏完成坐標的采集,。
部分程序代碼如下：
ADS7843_Get()為測量取值子程序，通過控制SSPODR寄存器實現(xiàn)控制字的發(fā)送和邏輯坐標值的接收,。
3．2 I／O口模擬時序方式
鑒于許多微控制器沒有SSP接口,，可以采取I／O模擬ADS7843轉(zhuǎn)換時序來實現(xiàn)坐標采集。此方式較為繁瑣,，與SSP接口的觸摸屏控制方式比較最為顯著的缺點是：響應速度較慢,，靈敏度較低，微處理器與觸摸屏控制器間的通信時間較長,，降低了系統(tǒng)的效率,。然而此種方式卻具有一般性，任何處理器都可采以用此方式來實現(xiàn)觸摸控制,。
I／O模擬時序坐標采集程序如下：
4 坐標轉(zhuǎn)換
從觸摸屏控制器獲得的X與Y值僅是對當前觸摸點電壓值的A／D轉(zhuǎn)換值,，它不具有實用價值,。這個值的大小不但與觸摸屏的分辨率有關，而且也與觸摸屏和LCD的貼合狀況有關,。LCD與觸摸屏的分辨率和坐標一般來說是不一樣的,，因此，如果想得到體現(xiàn)LCD坐標的觸摸屏位置,，還需要在程序中進行轉(zhuǎn)換,。轉(zhuǎn)換公式如下：
其中，Tch_Xmax,、Tch_Xmin,、Tch_Yma x和Tch_Ym-in是觸摸屏返回電壓值X、Y軸的范圍,；LCDWidth,、LCD-Height是液晶屏的寬度與高度。
結(jié) 語
本設計實現(xiàn)了觸摸屏的基本功能,，其中包括硬件電路的設計與調(diào)試,，SSP或I／O模擬時序控制觸摸屏軟件實現(xiàn)。經(jīng)過調(diào)試后,，觸摸屏工作正常,，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)所要求的功能,。使用Philips公司的LPC2387微處理器來設計的四線電阻式觸摸屏產(chǎn)品在實際應用中得到較好的效果,，屏幕顯示無閃爍，畫面切換速度快,，觸摸屏響應迅速,。