基于ARM處理器的TSC2046觸摸屏控制器的應(yīng)用

摘要：觸摸屏技術(shù)經(jīng)過十幾年的發(fā)展已經(jīng)成為一種方便、經(jīng)濟(jì)的人機(jī)界面輸入手段。TSC2046是四線電阻式觸摸屏控制器，其核心是一個具有采樣和保持功能的12位逐次逼近式A／D轉(zhuǎn)換器。以飛利浦公司的ARM芯片為基礎(chǔ)，通過TSC2046觸摸屏控制器和四線電阻式觸摸屏構(gòu)成硬件基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了觸摸屏面板控制程序。該觸摸屏已應(yīng)用于實(shí)際項(xiàng)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
隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)正在越來越廣泛地應(yīng)用到消費(fèi)類電子、通信設(shè)備等便攜式電子類產(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，成為嵌入式系統(tǒng)中最簡單、方便、自然的一種人機(jī)交互方式。觸摸屏分為電阻、電容、表面聲波、紅外線掃描等類型，其中使用最多的是四線或五線電阻觸摸屏。四線電阻觸摸屏是由兩個透明電阻膜構(gòu)成的，在它的水平和垂直電阻網(wǎng)上施加電壓，就可通過轉(zhuǎn)換面板在觸摸點(diǎn)測量出電壓而對應(yīng)出坐標(biāo)值。
TSC2046是典型的逐次逼近寄存器型A／D變換器，其結(jié)構(gòu)以電容再分布為基礎(chǔ)，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(xiàn)人機(jī)互動。

1 觸摸屏的工作原理
本文選用的觸摸屏為四線電阻觸摸屏，由一個4層的復(fù)合薄膜，附著在顯示器表面與顯示器配合使用。每一導(dǎo)電層為觸摸屏的一個工作面，每個工作面的兩端各涂一條銀膠，稱為該工作面的一對電極，分別稱為X電極對和Y電極對。觸摸屏工作時，上下導(dǎo)體層相當(dāng)于電阻網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)某一層電極加上電壓時，會在該網(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(biāo)。比如，在頂層的電極(X+，X-)上加上電壓，則在頂層導(dǎo)體層上形成電壓梯度，當(dāng)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(jù)該電壓與電極(X+)之間的距離關(guān)系，知道該處的X坐標(biāo)。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(biāo)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(shè)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(shù)據(jù)傳輸起止標(biāo)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引腳輸入。MODE用于確定A／D轉(zhuǎn)換的精度，為0時選擇12位，為1時選擇8位。確定輸入模式，為0時選擇差分模式，為1時選擇單端模式。差分模式是一種比率度量轉(zhuǎn)換方式，轉(zhuǎn)換的結(jié)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(nèi)部開關(guān)電阻帶來的轉(zhuǎn)換誤差。相應(yīng)的差分輸入模式下的輸入配置如表2所示。