基于STM32的EMS液晶顯示觸摸屏設(shè)計(jì)方案

3 硬件連接設(shè)計(jì)方案

3.1 總體構(gòu)架

液晶觸摸顯示屏系統(tǒng)主要由微控制器STM32F103F103、TFT液晶屏模塊、四線電阻觸摸屏以及與外界通信的CAN總線接口組成。硬件模塊連接如圖3所示，其中四線電阻觸摸屏的觸摸檢測(cè)裝置安裝在TFT液晶屏前面用于檢測(cè)用戶觸摸的位置，本方案利用STM32F103 自帶A/D 轉(zhuǎn)換功能，由STM32F103實(shí)現(xiàn)觸摸屏控制器的功能來(lái)直接控制四線電阻觸摸屏，檢測(cè)觸摸信息并計(jì)算出觸點(diǎn)坐標(biāo)。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(nèi)置CAN 總線控制器所以CAN總線接口可以直接從STM32F103的管腳引出，用來(lái)與EMS進(jìn)行通信，完成現(xiàn)實(shí)信息采集，設(shè)置參數(shù)等功能。

圖3 方案總體框圖

3.2 STM32F103F103與四線電阻觸摸屏的接口電路

如圖4所示，STM32F103F103與四線電阻觸摸屏直接通過(guò)自身的I/O口連接，實(shí)現(xiàn)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)控制四線觸摸屏的Y+、Y-、X+、X-.PA1,PA2是兩個(gè)A/D轉(zhuǎn)換通道，分別連接Y+和X+用于計(jì)算觸摸點(diǎn)的X和Y坐標(biāo)。PA3連接內(nèi)部中斷用于檢測(cè)觸摸屏是否有觸摸動(dòng)作。觸摸屏平時(shí)運(yùn)行時(shí)，令PA8、PA9、PA11輸出0,PA10=1,即只讓VT2導(dǎo)通。當(dāng)有觸摸動(dòng)作時(shí)，D1導(dǎo)通給PA3一個(gè)中斷信號(hào)，STM32F103接收到中斷請(qǐng)求后立即置PA8=1,導(dǎo)通VT1,這樣在Y+、Y-方向上就加上電壓，同時(shí)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換通道PA2,通過(guò)輸入X+上電壓計(jì)算出觸摸點(diǎn)的Y坐標(biāo)，然后同理令PA8、PA10為0,PA9、PA11為1,啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換通道PA1,通過(guò)輸入Y+上電壓計(jì)算出觸摸點(diǎn)X的坐標(biāo)。

圖4 STM32F103與四線電阻觸摸屏接口電路

3.3 STM32F103F103與TFT液晶屏模塊控制器的接口電路

如圖5所示，STM32F103F103通過(guò)I/O 接口與TFT液晶模塊相連接，雖然很多的TFT液晶模塊中內(nèi)置的液晶屏控制器都支持SPI 接口通信(如ILI9325)但由于SPI傳輸速度較慢不利于液晶數(shù)據(jù)的快速傳輸，因此很多液晶模塊都選擇采用并口通信。

其中PB0-PB15分別與D0-D15相連作為數(shù)據(jù)通信口，PA0、PA4、PA5、PA6、PA7 分別連接RESET、CS、RS、WR、RD,作為控制口，實(shí)現(xiàn)復(fù)位、片選、指令數(shù)據(jù)切換、讀寫等控制功能。

圖5 STM32F103F103與TFT液晶模塊接口電路

4 軟件設(shè)計(jì)

軟件部分的編程采用C語(yǔ)言，一方面主要完成STM32F103對(duì)I/O 管腳的配置，用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)四線電阻觸摸屏端子狀態(tài)的控制，通過(guò)中斷方式檢測(cè)是否有觸摸信息，配置A/D轉(zhuǎn)換通道，讀入電壓根據(jù)公式計(jì)算出觸點(diǎn)坐標(biāo)。另一方面主要完成通過(guò)與TFT液晶模塊的通信控制，實(shí)現(xiàn)觸摸點(diǎn)坐標(biāo)與液晶屏坐標(biāo)的對(duì)應(yīng)并有效完成顯示任務(wù)。軟件的開(kāi)發(fā)環(huán)境是MDK,MDK 將ARM 開(kāi)發(fā)工具RealView DevelopmentSuite(簡(jiǎn)稱為RVDS)的編譯器RVCT與Keil的工程管理、調(diào)試仿真工具集成在一起，支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核處理器，自動(dòng)配置啟動(dòng)代碼，集成Flash燒寫模塊，強(qiáng)大的Simulation設(shè)備模擬，性能分析等功能，與ARM 之前的工具包ADS等相比，RealView編譯器的最新版本可將性能改善超過(guò)20%.具體流程如圖6所示。

圖6 程序流程圖

5 結(jié)束語(yǔ)

本文提出了基于STM32F103F103單片機(jī)的EMS液晶顯示觸摸屏的設(shè)計(jì)方案。STM32F103F103的高速、低耗的優(yōu)越性能完全可以達(dá)到觸摸屏的主控制芯片要求，TFT液晶顯示器可以滿足更復(fù)雜、多彩、靈活的顯示任務(wù)，符合顯示屏性能不斷攀升的發(fā)展趨勢(shì)。本設(shè)計(jì)充分利用了STM32F103芯片的優(yōu)勢(shì)，拋棄了傳統(tǒng)觸摸屏控制器控制觸摸屏的方案，利用自身A/D完成了觸摸屏功能，本方案大大簡(jiǎn)化了硬件電路結(jié)構(gòu)，通信更可靠，編程也更加簡(jiǎn)潔，最終既能達(dá)到EMS顯示要求，出色地顯示和設(shè)置了系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，又能降低系統(tǒng)的成本，通過(guò)實(shí)際使用達(dá)到了良好的效果。鑒于當(dāng)前電動(dòng)車的快速發(fā)展，本方案可以擁有不錯(cuò)的應(yīng)用前景。

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