基于ARM處理器的TSC2046觸摸屏控制器的應用

摘要：觸摸屏技術經過十幾年的發(fā)展已經成為一種方便、經濟的人機界面輸入手段。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轉換器。以飛利浦公司的ARM芯片為基礎，通過TSC2046觸摸屏控制器和四線電阻式觸摸屏構成硬件基礎，在此基礎上，開發(fā)了觸摸屏面板控制程序。該觸摸屏已應用于實際項目中，觸摸效果良好。
關鍵詞：TSC2046；觸模屏；LPC2132芯片；控制器

0 引言
隨著信息技術的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)正在越來越廣泛地應用到消費類電子、通信設備等便攜式電子類產品中。觸摸屏由于其輕便、占用空間少、靈活等優(yōu)點，已經逐漸取代鍵盤，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成的，在它的水平和垂直電阻網(wǎng)上施加電壓，就可通過轉換面板在觸摸點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和液晶屏實現(xiàn)人機互動。

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層的復合薄膜，附著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，上下導體層相當于電阻網(wǎng)絡。當某一層電極加上電壓時，會在該網(wǎng)絡上形成電壓梯度。如有外力使得上下兩層在某一點接觸，則在電極未加電壓的另一層可以測得接觸點處的電壓，從而知道接觸點處的坐標。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接觸，在底層就可以測得接觸點處的電壓，再根據(jù)該電壓與電極(X+)之間的距離關系，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處的電壓，便可得知觸摸者的意圖。測量觸點坐標電原理圖如圖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關電阻帶來的轉換誤差。相應的差分輸入模式下的輸入配置如表2所示。