基于STM32的電池管理系統觸摸屏設計方案

　　2 方案用到的主要器件介紹

　　2.1 STM32F103介紹

　　方案中主控器件STM32F103單片機使用的是ARM 公司為要求性能高、成本低、功耗低的嵌入式應用專(zhuān)門(mén)設計的32位的ARMCortex-M3內核。

　　擁有可達128KB的嵌入式閃存、20kB的SRAM 和十分豐富的外設：兩個(gè)1μs的12位ADC,一個(gè)全速USB（OTG）接口，一個(gè)CAN 接口，三個(gè)4 M/S的UART,兩個(gè)18 M/S的SPI,兩個(gè)I2 C等。內部還集成了復位電路、低電壓檢測、調壓器、精確的RC振蕩器等，大大方便了用戶(hù)的開(kāi)發(fā)。該系列單片機不僅功能強大而且功耗相當低，在72 MHz時(shí)消耗36 mA（所有外設處于工作狀態(tài)），相當于0.5 mA/MHz,待機時(shí)下降到2μA ,是32位市場(chǎng)上功耗最低的產(chǎn)品。綜上STM32F103系列單片機的性能完全可以滿(mǎn)足液晶觸摸顯示屏的所有控制需要，內置A/D可以用于觸摸屏控制，豐富的I/O 接口可以用于與TFT液晶屏模塊的通信，并且其本身自帶CAN控制器可以作為與外界通信接口，用STM32F103做主控制器可以減少使用器件從而簡(jiǎn)化使整體電路，很好地達到降低EMS成本的目標。

　　2.2 TFT液晶屏模塊

　　本方案選用的是3.5寸的TFT液晶屏模塊，工作電壓3.3 V,最大工作電流70 mA.支持320×240分辨率，內置230K內存顯示可到256K色，可顯示文字和圖形，采用LED背光設計，使用軟件即可對背光亮度進(jìn)行調節，內置簡(jiǎn)體中文字庫，支持2D的BTE引擎，同時(shí)建幾何圖形加速引擎，可以對顯示對象進(jìn)行復雜的操作如畫(huà)面旋轉功能、卷動(dòng)功能、圖形Pattern、雙層混合顯示和文字放大等等。這些功能將可節省用戶(hù)在TFT屏應用的開(kāi)發(fā)時(shí)間，提升MCU軟件的執行效率并且使畫(huà)面更加絢麗，顯示功能更加豐富，使顯示屏顯示能力大大增強。提供8位或16位總線(xiàn)接口，方便與MCU的連線(xiàn)，適應性強，連接設計靈活。

　　3 硬件連接設計方案

　　3.1 總體構架

　　液晶觸摸顯示屏系統主要由微控制器STM32F103F103、TFT液晶屏模塊、四線(xiàn)電阻觸摸屏以及與外界通信的CAN總線(xiàn)接口組成。硬件模塊連接如圖3所示，其中四線(xiàn)電阻觸摸屏的觸摸檢測裝置安裝在TFT液晶屏前面用于檢測用戶(hù)觸摸的位置，本方案利用STM32F103 自帶A/D 轉換功能，由STM32F103實(shí)現觸摸屏控制器的功能來(lái)直接控制四線(xiàn)電阻觸摸屏，檢測觸摸信息并計算出觸點(diǎn)坐標。然后STM32F103通過(guò)I/O接口與TFT液晶屏模塊通信，將處理好的有效信息通過(guò)TFT 液晶屏顯示出來(lái)。由于STM32F103內置CAN 總線(xiàn)控制器所以CAN總線(xiàn)接口可以直接從STM32F103的管腳引出，用來(lái)與EMS進(jìn)行通信，完成現實(shí)信息采集，設置參數等功能。

圖3 方案總體框圖

3.2 STM32F103F103與四線(xiàn)電阻觸摸屏的接口電路

　　如圖4所示，STM32F103F103與四線(xiàn)電阻觸摸屏直接通過(guò)自身的I/O口連接，實(shí)現觸摸屏控制器功能。其中PA8、PA9、PA10、PA11分別作為四個(gè)三極管的控制端，通過(guò)控制三極管通斷，來(lái)控制四線(xiàn)觸摸屏的Y+、Y-、X+、X-.PA1,PA2是兩個(gè)A/D轉換通道，分別連接Y+和X+用于計算觸摸點(diǎn)的X和Y坐標。PA3連接內部中斷用于檢測觸摸屏是否有觸摸動(dòng)作。觸摸屏平時(shí)運行時(shí)，令PA8、PA9、PA11輸出0,PA10=1,即只讓VT2導通。當有觸摸動(dòng)作時(shí)，D1導通給PA3一個(gè)中斷信號，STM32F103接收到中斷請求后立即置PA8=1,導通VT1,這樣在Y+、Y-方向上就加上電壓，同時(shí)啟動(dòng)A/D轉換通道PA2,通過(guò)輸入X+上電壓計算出觸摸點(diǎn)的Y坐標，然后同理令PA8、PA10為0,PA9、PA11為1,啟動(dòng)A/D轉換通道PA1,通過(guò)輸入Y+上電壓計算出觸摸點(diǎn)X的坐標。

圖4 STM32F103與四線(xiàn)電阻觸摸屏接口電路