彩色液晶接口電路設計及觸摸屏的編程與調試

摘 要： 本文以單片機C8051F020 為核心控制芯片， 對由控制芯片TFT 6448b 控制NL 6448AC33- 18 彩色顯示屏和單片機C8051F020 控制四線(xiàn)電阻式觸摸屏組成的人機界面控制系統， 作了較為深入的分析與研究。介紹了C8051F020 單片機的功能特點(diǎn)， 端口配置方法和對它的編程具體操作方法； 以及液晶芯片TFT6448b 和觸摸屏的管腳功能和工作原理。描述了單片機C8051F020 實(shí)現控制彩色液晶進(jìn)行顯示和控制觸摸屏按要求正確工作的原理，給出了系統硬件設計原理圖以及軟件流程圖， 闡述了硬件設計框圖和實(shí)現過(guò)程。著(zhù)重論述觸摸屏硬件接口電路設計及軟件編程與調試， 實(shí)現了彩色液晶顯示及觸摸屏控制功能， 實(shí)現了頁(yè)面顯示及頁(yè)面切換功能。為便于程序的擴展、修改和今后的應用， 應用C 語(yǔ)言編程， 所有程序按功能采用模塊化設計， 程序設計的邏輯關(guān)系簡(jiǎn)潔明了。

引言

觸摸屏是目前最簡(jiǎn)單、方便、自然的而且又適用于中國多媒體信息查詢(xún)國情的輸入設備， 它具有堅固耐用、反應速度快、節省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。觸摸屏技術(shù)被認為是未來(lái)人機交互科技的主流方向之一，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)及其產(chǎn)品的應用也正在成為一個(gè)熱點(diǎn)。

本設計題目來(lái)自于廣西區自然科學(xué)基金項目， 是基金項目中的一個(gè)研究子模塊， 本文作者在畢業(yè)設計期間針對NL 6448AC33218 彩色液晶顯示屏及其觸摸屏， 應用C8051F020 單片機控制芯片， 采用單片機C 語(yǔ)言編制程序并進(jìn)行調試， 并且程序采用模塊化設計。

一、系統構成

本設計是基于單片機C8051F020 微處理器控制的彩色液晶及觸摸屏的控制系統， 系統結構框圖如圖1所示：

圖1 系統結構框圖

二、系統連接方式及工作過(guò)程

（一）C8051F020 控制TFT6448b 的工作過(guò)程

在用C8051F020 實(shí)現對TFT 6448b 的控制過(guò)程中， 采用總線(xiàn)方式進(jìn)行控制。因為T(mén)FT 6448b 液晶控制器自帶有鎖存功能， 所以在使用總線(xiàn)方式進(jìn)行控制時(shí)并不需要外加鎖存芯片， 只須使用單片機C8051F020 的P0、P2、P3 口就可以實(shí)現。在系統加電之前， 由于C8051F020 的典型工作電壓為313V , TFT 6448b 的工作電壓是5V , 對P0、P2、P3 口相應連接管腳進(jìn)行驅動(dòng)能力擴展； 根據控制需求， 通過(guò)P0、P2、P3 端口寄存器， 將相應端口的引腳配置成漏極輸出方式。將P3 口配置成為數據？地址輸出口， 輸出地址時(shí)， 其為地址總線(xiàn)的低八位， P2 口提供高位地址； 傳輸數據時(shí)， 其為8 位數據總線(xiàn)口。系統加電后， 使得TFT 6448b 的片選信號？C S 有效， 通過(guò)往TFT 6448b 的相應行、列、控制、數據寄存器中寫(xiě)入數據， 即可用C8051F020 芯片實(shí)現對TFT 6448b的控制， 從而實(shí)現彩色液晶的顯示控制。

（二） 觸摸屏硬件接口電路及工作原理

圖2 觸摸屏硬件接口電路

根據四線(xiàn)電阻式觸摸屏的工作原理， 結合圖2 中觸摸屏硬件接口電路。

該觸摸屏硬件接口電路的具體工作過(guò)程如下： 1、如圖2 所示電路， 連接好線(xiàn)路， 給電源輸入端、參考基準電壓端接入313V 的直流電源； 2、結合軟件編程對AD0 進(jìn)行初始化， 系統處于休眠狀態(tài)時(shí)， 軟件開(kāi)中斷， 截止PN P1、PN P2、N PN 1, 飽和導通N PN 2; 3、等待觸摸屏被觸摸； 4、若觸摸屏上發(fā)生觸摸， 進(jìn)入中斷服務(wù)程序， 關(guān)掉外部中斷， 進(jìn)行短暫延時(shí)以消除外界抖動(dòng)。通過(guò)判斷中斷輸入口P010 的電平變化， 確定抖動(dòng)是否結束。通過(guò)軟件截止PN P2、N PN 2, 飽和導通PN P1、N PN 1, 選擇模數轉換通道A IN 010, 采集觸摸點(diǎn)的X 方向坐標值，延時(shí)等待轉換結束， 移出轉換結果； 電極電壓切換， 通過(guò)軟件置位， 截止PN P1、N PN 1, 飽和導通PN P2、N PN 2, 選擇模數轉換通道A IN 011, 采集觸摸點(diǎn)的Y 方向坐標值， 延時(shí)等待轉換結束， 移出轉換結果； 5、通過(guò)將采集到的X 和Y 坐標值與設定的按鍵邊界值進(jìn)行比較， 若比較結果為真， 則切換到相應的子頁(yè)面， 否則， 重新開(kāi)中斷， 并返回主程序； 6、觸摸屏硬件接口電路工作過(guò)程重新回到步驟3, 繼續等待下一次觸摸。