基于ARM的LCD觸摸屏系統(tǒng)設計
廣州大學 劉曉芳 劉建群 張海雄 詹鹿鳴
摘要： 本文設計的基于S3C44BOX的人機交互界面是一種可定制,、簡單易用,、性能優(yōu)良的通用型人機交互界面,，能很好地解決上述問題,。
Abstract：
Key words :
隨著嵌入式系統(tǒng)技術的飛速發(fā)展,，工業(yè)設備產(chǎn)品也越來越現(xiàn)代化,，普遍要求可視化操作,。LCD觸摸屏低耗能．散熱小,，成本低,，纖薄輕巧，外形尺寸小,，安裝容易,。使用LCD觸摸屏作為工業(yè)設備的輸入輸出設備既能達到可視化的要求，方便現(xiàn)場操作,，又能降低產(chǎn)品的成本,。而在產(chǎn)品的整體設計過程中，人機交互界面的設計往往占據(jù)著很大一部分工作,，這樣,，不但極大地增加了產(chǎn)品的開發(fā)成本瓶且延長了產(chǎn)品的上市周期。本文設計的基于S3C44BOX的人機交互界面是一種可定制,、簡單易用,、性能優(yōu)良的通用型人機交互界面，能很好地解決上述問題,。
1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)主要包括三個部分,，分別為PC機,、S3C4480X微處理器和LCD觸摸屏模塊。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示,。
圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖
本系統(tǒng)為基于 S3C44BOX的工業(yè)設備提供交互接口,，通過該系統(tǒng)可以給工業(yè)設備提供一個可視化的人機界面。來自PC機的定制好的界面信息存儲在ARM的FLASH存儲器內(nèi),。在應用當中,，當微處理器接收到觸摸屏按鍵信息時，對工業(yè)設備進行控制,。同時微處理器也對LCD進行界面的刷新,，這樣以完成人機交互。
2 系統(tǒng)硬件設計
圖2 系統(tǒng)硬件電路原理圖
2．1 LCD觸摸屏模塊OCMJ15x20D介紹
本系統(tǒng)顯示部分采用的是OCMJ15x20D (320x240點陣)D系列中文液晶濕示模塊,，其中OCMJ表示奧可拉中文集成模塊,。這是一個中英文文字與繪圖模式的點陣液晶屁示模塊，內(nèi)建 512KByte的ROM字形碼,，可以顯示中文字型,、數(shù)字符號、英日歐文等字母,，并且內(nèi)建雙圖層(Two Page)的顯爪內(nèi)存,。在文字模式中，可接收標準中文文字內(nèi)碼直接顯示中文,，而不需要進入繪圖模式以繪圖方式描繪中文,，提升液晶顯示中文之效率。該模塊整合了多項的實用界面,，包含內(nèi)建的10-Bit ADC．提供觸控屏接口,。OCMJ15X20D(V3.2)的觸摸屏是用FM7843控制的，該控制器已集成在模塊上,，模塊已留出FM7843的控制線供客戶使用(OCMJ15X20D上的J5腳),，可直接使用3V供電而不需外接負電壓。
模塊FM7843是四線電阻式觸摸屏輸入控制芯片,。它是一款具有同步串行接口的12位采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器,。在125kHz吞吐速率和2.7V電壓下的功耗為750μW．而在關閉模式下的功耗僅為0．5μW。它具有低功耗和高速等特性,，因此被廣泛應用,。引腳X+、Y+、X-,、Y-是轉(zhuǎn)換器模擬輸入端,，DCLK是外部時鐘輸入；CS是片選端：DIN是串行輸入,，其控制數(shù)據(jù)通過該引腳輸入；DOUT是串行數(shù)據(jù)輸出．用于輸出轉(zhuǎn)換后的觸摸位置數(shù)據(jù),。最大數(shù)為二進制的4095,；IN3、IN4是輔助輸入,；PENIRQ是 PEN中斷引腳,。其中，S3C44BOX共使用6條與FM7843接口相連,。
2．2 系統(tǒng)的工作原理
OCMJ15x20D 模塊內(nèi)置LCD控制器,，并將觸摸屏安裝在LCD液品屏上，設計相應的控制電路對LCD和觸摸屏控制,。當用戶操作觸摸屏時,，模塊FM7843控制芯片對觸摸點進行檢測，并把檢測到的信息送出轉(zhuǎn)換為相應的坐標,，以供S3C44BOX處理器讀取,。
3 系統(tǒng)軟件設計及實現(xiàn)
3．1 系統(tǒng)軟件介紹
用戶可以根據(jù)實際應用中的控制系統(tǒng)的需要及控制系統(tǒng)與人機交互界面的約定，通過PC機上的可視化人機界面定制軟件,，定制好整個界面信息,。然后把定制好的界面信息下載到ARM的Flash中，就可以輕松地實現(xiàn)人機界面的定制,。在應用中,，ARM處理器通過直接操作I/O口與人機交互界面系統(tǒng)進行交互，讀取觸摸屏信息,。然后根據(jù)讀取的信息執(zhí)行相應的操作,。系統(tǒng)的軟件部分由用戶引導程序和應用程序組成。系統(tǒng)運行后,，由用戶引導程序決定是執(zhí)行界面信息的更新還是正常運行,。若執(zhí)行界面信息的更新，則系統(tǒng)通過相關函數(shù)接收界面定制信息并保存在Flash中,，然后通過本地讀取新的界面定制信息建立鏈表網(wǎng)絡,；若正常運行，則直接從本地瀆取舊的界面定制信息建立鏈表網(wǎng)絡,。應用程序?qū)崿F(xiàn)的功能則包括觸摸屏輸入處理及界面的顯示,。用戶通過本系統(tǒng)可以對工業(yè)設備所有與軟件相關的參數(shù)進行配置。
3.2 程序設計
3.2.1 界面的定制與顯示
界面的定制足通過建立網(wǎng)絡鏈表的方式實現(xiàn)的,。構(gòu)建好鏈表網(wǎng)絡后就進入應用程序階段,，即系統(tǒng)進入正常運行狀態(tài),。通過系統(tǒng)中設定當前屏指針、當前項指針及已構(gòu)建的鏈表網(wǎng)絡等來實現(xiàn)人機交互界面的操作,。
4 結(jié)語
本文充分利用OCMJ15x20D 以及S3C44BOX內(nèi)置資源,，設計了ARM處理器控制LCD觸摸屏的軟硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可定制特性,。它不僅僅能夠方便用戶的對機床的操作,，而且也使得開發(fā)人員對界面的修改即對產(chǎn)品的升級變得簡單、快捷,。此設計為人機交互系統(tǒng)提供了一種實際的解決方案,，也可應用到其他嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中。
創(chuàng)新點：
1,、充分利用S3Cd4BOX的強大功能以及OCMJ15x20D內(nèi)置LCD驅(qū)動器資源,，完成了LCD觸摸屏的驅(qū)動，設計了 S3C44BOX控制彩色顯示屏及四線電阻式觸摸屏組成的人機交互界面控制系統(tǒng),。
2,、操作界面的可定制性使得該軟件系統(tǒng)廣泛用于同類產(chǎn)品設計中，同時也方便開發(fā)人員對產(chǎn)品進行升級,。大大縮短二次軟件開發(fā)的周期,。
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