基于觸摸屏的太陽(yáng)能熱水器控制系統設計

摘要：在分析液晶觸摸屏的工作原理基礎上，分析觸摸屏專(zhuān)用控制器RA8806的工作原理與控制方式。通過(guò)RA8806與單片機PIC16F877的接口設計，給出系統中觸摸屏的顯示畫(huà)面，以及觸摸控制的程序流程圖，同時(shí)寫(xiě)出了具體程序。實(shí)踐證明該設計方法完全能夠滿(mǎn)足實(shí)際應用的需要。
關(guān)鍵詞：觸摸屏；控制器RA8806；太陽(yáng)能熱水器；PIC16F877

觸摸屏作為智能儀器，儀表的輸入設備。是具有簡(jiǎn)單、方便、自然的人機交互方式。而電阻式觸摸屏對外完全隔離，不怕油污、灰塵、水，經(jīng)濟性能好，適應于各種惡劣的環(huán)境，因此應用到太陽(yáng)能熱水器的顯示界面，同時(shí)起到控制執行器工作的作用。

1 觸摸屏的結構和原理
觸摸屏的基本原理是，用手指或其他物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏時(shí)，所觸摸的位置(以坐標形式)由觸摸屏控制器檢測，并通過(guò)I／O口送到CPU，從而確定輸入的信息。觸摸屏的本質(zhì)是傳感器，它由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶(hù)觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置接收觸摸信息，并將它轉換成觸點(diǎn)坐標送給觸摸屏控制器，它同時(shí)能接收觸摸屏控制器發(fā)來(lái)的命令并加以執行。
本設計選用的是四線(xiàn)制電阻式觸摸屏，是在強化玻璃表面分別涂上兩層透明氧化金屬導電層，利用壓力感應進(jìn)行控制。當手指觸摸屏幕時(shí)，兩層導電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，電阻發(fā)生變化。在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號，然后傳送到觸摸屏控制器RA8806?？刂破鱾蓽y到這一接觸并計算出(X，Y)的位置，再根據模擬鼠標的方式動(dòng)作。
電阻式觸摸屏將矩形區域中觸摸點(diǎn)的物理位置轉換為代表X方向和Y方向的電壓。上下兩個(gè)導電層一個(gè)是水平方向，一個(gè)是豎直方向，分別用來(lái)測量X和Y的坐標位置，在水平面上的電極稱(chēng)為X+電極和X-電極，在豎直平面的電極稱(chēng)為Y+電極和Y-電極，如圖1所示。瀏量X方向的時(shí)候，將X+、X-之間加上參考電壓VOC，Y-斷開(kāi)，用Y+電極作為測量點(diǎn)，獲得X方向的電壓，得到的電壓值經(jīng)A／D轉換，就可對應的判斷出接觸點(diǎn)的X坐標；同理測量Y方向的電壓，之后再完成電壓與坐標的換算。觸摸點(diǎn)M處測量結果計算如下：

2 液晶顯示觸摸屏的硬件設計
液晶觸摸屏包含圖形液晶顯示模塊和附著(zhù)在顯示屏上的觸摸屏兩部分，借助于觸摸屏控制器RA8806與微處理器PIC16F877實(shí)現軟硬件接口，通過(guò)檢測用戶(hù)在觸摸屏上的觸摸位置，實(shí)現顯示與控制功能。
2．1 RA8806控制器
對觸摸屏的控制需要選用專(zhuān)門(mén)的觸摸屏控制芯片，觸摸屏控制芯片不僅能夠完成A／D轉換而且能夠實(shí)現電極電壓的切換，本設計選用了四線(xiàn)電阻式觸摸屏控制器RA8806。
RA8806是一個(gè)文字與繪圖模式的點(diǎn)矩陣液晶顯示控制器，其內建了雙圖層(Two Page)顯示內存，及512kB ROM的字型碼，可以顯示全型(16×16 pixels)的繁體中文字型或是簡(jiǎn)體中文字型。RA8806支持可轉換8-bit數據總線(xiàn)的8080／6800系列之MPU接口，而對于LCD驅動(dòng)接口，RA8806亦可以被設定為4-bit或8-bit的數據總線(xiàn)。在一般模式下，RA8806可支持最大到320x240點(diǎn)分辨率的LCD面板。RA8806也內建了智能型觸控掃瞄控制器，支持了4線(xiàn)電阻式觸控掃瞄接口，而可程序化的PWM可以用來(lái)調節LCD面板的對比或背光。RA8806也提供一個(gè)強大且聰穎的4x8(32鍵)或8x8(64鍵)的鍵盤(pán)掃瞄接口，其中更包含了長(cháng)按鍵的功能，同時(shí)透過(guò)適當的中斷和輪詢(xún)機制讓使用者可以輕易的操作觸控掃瞄、鍵盤(pán)掃瞄和電源管理等功能，因此可以有效的減輕MPU的負擔。