基于A(yíng)RM處理器的TSC2046觸摸屏控制器的應用

摘要：觸摸屏技術(shù)經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展已經(jīng)成為一種方便、經(jīng)濟的人機界面輸入手段。TSC2046是四線(xiàn)電阻式觸摸屏控制器，其核心是一個(gè)具有采樣和保持功能的12位逐次逼近式A／D轉換器。以飛利浦公司的ARM芯片為基礎，通過(guò)TSC2046觸摸屏控制器和四線(xiàn)電阻式觸摸屏構成硬件基礎，在此基礎上，開(kāi)發(fā)了觸摸屏面板控制程序。該觸摸屏已應用于實(shí)際項目中，觸摸效果良好。
關(guān)鍵詞：TSC2046；觸模屏；LPC2132芯片；控制器

0 引言
隨著(zhù)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統正在越來(lái)越廣泛地應用到消費類(lèi)電子、通信設備等便攜式電子類(lèi)產(chǎn)品中。觸摸屏由于其輕便、占用空間少、靈活等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)逐漸取代鍵盤(pán)，成為嵌入式系統中最簡(jiǎn)單、方便、自然的一種人機交互方式。觸摸屏分為電阻、電容、表面聲波、紅外線(xiàn)掃描等類(lèi)型，其中使用最多的是四線(xiàn)或五線(xiàn)電阻觸摸屏。四線(xiàn)電阻觸摸屏是由兩個(gè)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(guò)轉換面板在觸摸點(diǎn)測量出電壓而對應出坐標值。
TSC2046是典型的逐次逼近寄存器型A／D變換器，其結構以電容再分布為基礎，包含了取樣／保持功能，支持低電壓的I／O接口。本文介紹了利用飛利浦公司的LPC2100系列ARM芯片LPC2132、TSC2046和液晶屏實(shí)現人機互動(dòng)。

1 觸摸屏的工作原理
本文選用的觸摸屏為四線(xiàn)電阻觸摸屏，由一個(gè)4層的復合薄膜，附著(zhù)在顯示器表面與顯示器配合使用。每一導電層為觸摸屏的一個(gè)工作面，每個(gè)工作面的兩端各涂一條銀膠，稱(chēng)為該工作面的一對電極，分別稱(chēng)為X電極對和Y電極對。觸摸屏工作時(shí)，上下導體層相當于電阻網(wǎng)絡(luò )。當某一層電極加上電壓時(shí)，會(huì )在該網(wǎng)絡(luò )上形成電壓梯度。如有外力使得上下兩層在某一點(diǎn)接觸，則在電極未加電壓的另一層可以測得接觸點(diǎn)處的電壓，從而知道接觸點(diǎn)處的坐標。比如，在頂層的電極(X+，X-)上加上電壓，則在頂層導體層上形成電壓梯度，當有外力使得上下兩層在某一點(diǎn)接觸，在底層就可以測得接觸點(diǎn)處的電壓，再根據該電壓與電極(X+)之間的距離關(guān)系，知道該處的X坐標。然后，將電壓切換到底層電極(Y+，Y-)上，并在頂層測量接觸點(diǎn)處的電壓，便可得知觸摸者的意圖。測量觸點(diǎn)坐標電原理圖如圖1所示。

2 TSC2046的工作方式和控制字
TSC2046的輸入方式分差分輸入和單端輸入兩種，可設置為8位或12位工作模式。本文以12位差分輸入模式進(jìn)行工作。TSC2046的控制字如表1所示。

表1中S為數據傳輸起止標志位，該位值恒為“1”。A2～A0用于對TSC2046輸入通道的選擇，確定觸摸屏體輸出模擬電壓從哪個(gè)引腳輸入。MODE用于確定A／D轉換的精度，為0時(shí)選擇12位，為1時(shí)選擇8位。確定輸入模式，為0時(shí)選擇差分模式，為1時(shí)選擇單端模式。差分模式是一種比率度量轉換方式，轉換的結果總是觸摸屏上分布的電阻值百分比，差分模式能有效消除內部開(kāi)關(guān)電阻帶來(lái)的轉換誤差。相應的差分輸入模式下的輸入配置如表2所示。