基于ADS7846的電阻式觸摸屏接口設(shè)計(jì)
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1 電阻式觸摸屏的結(jié)構(gòu)
電阻式觸摸屏的檢測部件是一塊與顯示器表面緊密配合的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層，表面涂有一層阻性導(dǎo)體層(如銦錫氧化物ITO)，上面再蓋有一層外表面被硬化處理、光滑防刮的塑料層，塑料層的內(nèi)表面也涂有一層阻性導(dǎo)體層。在兩導(dǎo)體層之間有一層具有許多細(xì)小隔離點(diǎn)的隔離層，把兩導(dǎo)體層隔開絕緣，如圖1所示。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩導(dǎo)體層在觸摸點(diǎn)位置產(chǎn)生了接觸，控制器檢測到這個(gè)接通點(diǎn)后計(jì)算出X，Y坐標(biāo)，這就是電阻式觸摸屏的檢測原理。
電阻式觸摸屏根據(jù)引出線數(shù)的多少，分為4～8線等多種結(jié)構(gòu)。4線電阻觸摸屏最具代表性，其檢測原理如圖2所示。在外ITO層的上、下兩邊各渡一個(gè)狹長電極，引出端為Y+，Y-，在內(nèi)IT0層的左、右兩邊分別渡上狹長電極，引出端為X+，X-。為了獲得觸摸點(diǎn)在X方向的位置信號，在內(nèi)ITO層的兩電極X+，X-上分別加VREF，0 V電壓，使內(nèi)IT0層上形成了從O～VREF的電壓梯度，觸摸點(diǎn)至X-端的電壓為該兩端電阻對VR-EF的分壓，分壓值代表了觸摸點(diǎn)在X方向的位置，然后將外ITO層的一個(gè)電極(如Y-)端懸空，可從另一電極(Y+)取出這一分壓，將該分壓進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，并與VREF進(jìn)行比較，便可得到觸摸點(diǎn)的X坐標(biāo)。
為了獲得觸摸點(diǎn)在Y方向的位置信號，需要在外ITO層的兩電極Y+，Y-上分別加VREF，O V電壓，而將內(nèi)ITO層的一個(gè)電極(X-)懸空，從另一電極(X+)上取出觸摸點(diǎn)在Y方向的分壓。
2 ADS7846的特性
2．1 基本特性
ADS7846是美國BB公司推出的新一代4線制觸摸屏控制器，他由低導(dǎo)通電阻模擬開關(guān)，具有采樣／保持功能的逐次逼近型ADC、異步串行數(shù)據(jù)接口、溫度傳感器等組成。ADC是ADS7846的核心，其轉(zhuǎn)換速率可達(dá)125 kHz，分辨率可編程為8位或12位。該器件不僅具有X，Y坐標(biāo)測量功能，還具有電池電壓、芯片溫度、觸摸壓力和外模擬量4種測量功能，其工作方式可由控制字決定，片內(nèi)的6選1模擬多路開關(guān)可根據(jù)微控制器送來的命令字選擇6個(gè)電壓量之一(X+，Y+，Y-，VBAT，TEMP，AUX-IN)，并將其送入A／D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換，然后再通過SPI接口將轉(zhuǎn)換值送入微控制器。ADS7846還集成有觸摸識別電路，當(dāng)檢測到有觸摸時(shí)，該電路會在
引腳輸出一個(gè)低電平信號，向微控制器提出測量觸點(diǎn)坐標(biāo)的中斷請求。該芯片采用單電源供電，工作電壓為2．2～5．25 V，且內(nèi)部自帶+2．5 V的參考電壓。
2．2 引腳功能
ADS7846的引腳排列如圖3所示，引腳功能見表1。
2．3 控制字
ADS7846的控制功能主要是實(shí)現(xiàn)觸摸屏電極電壓的切換及觸摸點(diǎn)位置信號的A／D轉(zhuǎn)換。ADS7846的控制字如下：
S：數(shù)據(jù)傳輸起始標(biāo)志位。為1表示一個(gè)新的控制字節(jié)到來；為0則忽略DIN引腳上數(shù)據(jù)。
A2A1A0：通道選擇位。用于控制通道選擇器的輸入，觸摸信號驅(qū)動開關(guān)及ADC的參考輸入電壓。當(dāng)A2A1A0=001時(shí)，采集Y坐標(biāo)信號；當(dāng)A2A1A0=101時(shí)，采集X坐標(biāo)信號。
MODE：用來選擇A／D轉(zhuǎn)換的精度。為1選擇8位精度；為0選擇12位精度。
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