51單片機(jī)系統(tǒng)中的觸摸屏坐標(biāo)算法

引 言：

人機(jī)對話的界面種類有很多，比如顯示器、LED、LCD及帶觸摸屏的LCD等。其中后者是最近幾年剛發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，它通過計(jì)算機(jī)技術(shù)處理聲音、圖像、視頻、文字、動畫等信息，并在這些信息間建立一定的邏輯關(guān)系，使之成為能交互地進(jìn)行信息存取和輸出的集成系統(tǒng)。換而言之，它能綜合信息發(fā)布者的意愿和接受者對信息的需求及接受習(xí)慣，對信息進(jìn)行收集、加工、整合并雙向式傳播。觸摸屏系統(tǒng)符合簡便、經(jīng)濟(jì)、高效的原則，具有人機(jī)交互性好、操作簡單靈活、輸入速度快等特點(diǎn)。它與迅猛發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)相結(jié)合，使用者僅僅用手指觸摸屏幕，就能進(jìn)行信息檢索、數(shù)據(jù)分析，甚至可以做出身臨其境、栩栩如生的效果；較鍵盤輸入簡單、直觀、快捷，具有豐富多采的表現(xiàn)能力，比以往任何傳媒更具親合力。

觸摸屏和51單片機(jī)接口，可以使一些小系統(tǒng)的操作更加方便、快捷。使用觸摸屏?xí)r最重要的問題是確定坐標(biāo)位置，即確定觸點(diǎn)位置是否在該鍵的有效區(qū)域之內(nèi)。由于51系列單片機(jī)的匯編語言不具備其它高級語言所具有的豐富庫函數(shù)及邏輯運(yùn)算能力，所以如何用51單片機(jī)簡捷準(zhǔn)確地完成這一任務(wù)，便成為應(yīng)用中迫切需要解決的問題。

在實(shí)際應(yīng)用中，我們采用了ADS7843作為觸摸屏的控制器。關(guān)于ADS7843的原理及工作方式，已經(jīng)有很多文章發(fā)表，而如何確認(rèn)坐標(biāo)位置卻很少提及。本文僅就坐標(biāo)確定問題做如下分析。

1 轉(zhuǎn)換模式

ADS7843的轉(zhuǎn)換精度有8位和12位兩種，可以精確到X或Y方向上的1/256和1/4096。我們采用清華蓬遠(yuǎn)公司的PDA240160觸摸顯示屏，外形尺寸是61.6mm×42.4mm，所以沒必要采用12位A/D轉(zhuǎn)換，而只需要8位A/D轉(zhuǎn)換就足以達(dá)到所需精度，即最小分度是X、Y長度方向的 1/256。

2 坐標(biāo)確定

PDA240160觸摸顯示屏的坐標(biāo)如圖1。

其中，（X,Y）是一個圖表按鍵的中心坐標(biāo)，（X’,Y’）是右下角坐標(biāo)，（X”,Y”）是其左上角的坐標(biāo)。在觸及屏幕時，觸點(diǎn)只要在（X’,Y’）和（X”,Y”）矩形區(qū)域內(nèi)均認(rèn)為是觸摸該鍵有效。假設(shè)一個32×32點(diǎn)陣的圖標(biāo)按鍵中心坐標(biāo)（X,Y）為（50,50），那么（X’,Y’）就是（35,40），（X”,Y”）就是（65,60）。在觸摸時只要得到的鍵坐標(biāo)在（X’,Y’）和（X”,Y”）之間，即認(rèn)為是觸摸到了該鍵。而在該鍵坐標(biāo)范圍內(nèi)的值又是如此之多，如何來處理得到的坐標(biāo)呢？最初我們采取散轉(zhuǎn)方式，結(jié)果是程序太冗長、可讀性差且可移植性不好，不能作為子程序來調(diào)用。經(jīng)過探討分析，我們最后采取了查表的方式。

首先，制作如下所示的坐標(biāo)表（包含當(dāng)前屏幕上的所有鍵的兩個角坐標(biāo)）：

表中每一行均代表一個鍵值的兩個角坐標(biāo)（需要放置完圖標(biāo)按鍵后調(diào)用相關(guān)程序確定兩個角的坐標(biāo)值），最后的字符001～n是每個鍵值的標(biāo)志（簡寫A）。這個標(biāo)志很有用，在以后的程序中會看到。

3 程序流程圖與程序清單

程序流程圖如圖2 ：