最新嵌入式系统设计 人机交互接口PPT课件.ppt

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1、嵌入式系统设计 人机交互接口4.5 4.5 人机交互接口人机交互接口 为了使嵌入式系统具有友好的人机接口，需要为了使嵌入式系统具有友好的人机接口，需要为了使嵌入式系统具有友好的人机接口，需要为了使嵌入式系统具有友好的人机接口，需要给嵌入式系统配置显示装置，如给嵌入式系统配置显示装置，如给嵌入式系统配置显示装置，如给嵌入式系统配置显示装置，如LCDLCDLCDLCD显示器以及必要显示器以及必要显示器以及必要显示器以及必要的声响提示等。另外，要进行人机交互，还得由输的声响提示等。另外，要进行人机交互，还得由输的声响提示等。另外，要进行人机交互，还得由输的声响提示等。另外，要进行人机交互，还得由输入

2、装置，使用户可以对嵌入式系统发出命令或输入入装置，使用户可以对嵌入式系统发出命令或输入入装置，使用户可以对嵌入式系统发出命令或输入入装置，使用户可以对嵌入式系统发出命令或输入必要的参数。如输入设备如键盘、触摸屏等。必要的参数。如输入设备如键盘、触摸屏等。必要的参数。如输入设备如键盘、触摸屏等。必要的参数。如输入设备如键盘、触摸屏等。4.5.1 LCD4.5.1 LCD显示器显示器 LCD LCD LCD LCD（Liquid Crystal DisplayLiquid Crystal DisplayLiquid Crystal DisplayLiquid Crystal Display）是一种

3、耗电少、）是一种耗电少、）是一种耗电少、）是一种耗电少、体积小的数字式显示器件，通过液晶、彩色过滤器体积小的数字式显示器件，通过液晶、彩色过滤器体积小的数字式显示器件，通过液晶、彩色过滤器体积小的数字式显示器件，通过液晶、彩色过滤器过滤广元。在平面面板上显示字符、文字和图像等过滤广元。在平面面板上显示字符、文字和图像等过滤广元。在平面面板上显示字符、文字和图像等过滤广元。在平面面板上显示字符、文字和图像等信息。与阴极射线管信息。与阴极射线管信息。与阴极射线管信息。与阴极射线管CRTCRTCRTCRT相比占用空间小、功耗低、相比占用空间小、功耗低、相比占用空间小、功耗低、相比占用空间小、功耗低、

4、辐射底、无闪烁，降低视觉疲劳。辐射底、无闪烁，降低视觉疲劳。辐射底、无闪烁，降低视觉疲劳。辐射底、无闪烁，降低视觉疲劳。2 从系统结构上来讲，由于显示器模块中从系统结构上来讲，由于显示器模块中已经有显示存储器。显存中的每一个单元对应已经有显示存储器。显存中的每一个单元对应LCDLCD上的一个点，只要显存中的内容改变，显上的一个点，只要显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。于是便存在两种刷新：示结果便进行刷新。于是便存在两种刷新：直接根据系统要求对显存进行修改，一种是只直接根据系统要求对显存进行修改，一种是只需修改相应的局部就可以，不需要判断覆盖等；另一需修改相应的局部就可以，不需要判断覆盖等；

5、另一种就是有覆盖问题，计算起来比较复杂，而且每做一种就是有覆盖问题，计算起来比较复杂，而且每做一点小的屏幕改变就进行刷新，将增加系统负担。点小的屏幕改变就进行刷新，将增加系统负担。专门开辟显示内存，在需要刷新时候由程序进专门开辟显示内存，在需要刷新时候由程序进行显示更新。这样，不但可以减轻总线负荷，而且也行显示更新。这样，不但可以减轻总线负荷，而且也比较合理，在有需要的时候进行统一的显示更新，界比较合理，在有需要的时候进行统一的显示更新，界面也可以比较美观，不致由于无法预料的刷新动作导面也可以比较美观，不致由于无法预料的刷新动作导致显示界面闪烁。致显示界面闪烁。（4 4）LCDLCD模块的显存

6、控制模块的显存控制9前后台双重显示缓存的显示模块结构前后台双重显示缓存的显示模块结构 10在在常常用用的的嵌嵌入入式式LCDLCD屏屏幕幕上上实实现现图图像像和和字字符符的显示具体步骤如下：的显示具体步骤如下：首首先先在在程程序序中中配配置置微微处处理理器器GPIOGPIO的的寄寄存存器器，将将与与LCDLCD连连接接的的引引脚脚定定义义为为所所需需的的功功能能；将将帧帧描描述述符符定定义义在在SDRAMSDRAM里里，在在DMACDMAC被被初初始始化化后后供供DMACDMAC提提取取；配配置置LCDLCD控控制制器器的的各各寄寄存存器器；最最后后建建立立LCDLCD屏屏幕幕上上的的每每一一

7、象象素素与与帧帧缓缓冲冲区区对对应应位位置置的的映映射射关关系系，将将字字符符位位图图转转换换成成字字符符矩矩阵阵数数据据，并并且写入到帧缓冲器（也成为显存）里。且写入到帧缓冲器（也成为显存）里。11 （5 5）工作原理）工作原理 显存中的每一个单元对应显存中的每一个单元对应显存中的每一个单元对应显存中的每一个单元对应LCDLCDLCDLCD上的一个点，只要上的一个点，只要上的一个点，只要上的一个点，只要显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。显示屏显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。显示屏显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。显示屏显存中的内容改变，显示结果便进行刷新。显示屏可以以单色或彩色

8、显示，单色用可以以单色或彩色显示，单色用可以以单色或彩色显示，单色用可以以单色或彩色显示，单色用1 1 1 1位来表示，彩色可位来表示，彩色可位来表示，彩色可位来表示，彩色可以用以用以用以用8 8 8 8位（位（位（位（256256256256色）或色）或色）或色）或16161616位、位、位、位、24242424位表示其颜色。屏幕位表示其颜色。屏幕位表示其颜色。屏幕位表示其颜色。屏幕的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。的大小和显示模式这些因素会影响显存的大小。显存通常是从内存空间分配所得，并且它是由连显

9、存通常是从内存空间分配所得，并且它是由连显存通常是从内存空间分配所得，并且它是由连显存通常是从内存空间分配所得，并且它是由连续的字节空间组成，而屏幕的显示操作总是从左到续的字节空间组成，而屏幕的显示操作总是从左到续的字节空间组成，而屏幕的显示操作总是从左到续的字节空间组成，而屏幕的显示操作总是从左到右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角，右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角，右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角，右逐点象素扫描，从上到下逐行扫描，直到右下角，然后再折返到左上角。而显存里的数据则是按地址然后再折返到左上角。而显存里的数据则是按地址然后再折返到左上角。而显存里

10、的数据则是按地址然后再折返到左上角。而显存里的数据则是按地址递增的顺序被提取，当显存里的最后一个字节被提递增的顺序被提取，当显存里的最后一个字节被提递增的顺序被提取，当显存里的最后一个字节被提递增的顺序被提取，当显存里的最后一个字节被提取后，再返回显存的首地址。取后，再返回显存的首地址。取后，再返回显存的首地址。取后，再返回显存的首地址。12工作原理工作原理 计算机反映自然界的颜色是通过计算机反映自然界的颜色是通过计算机反映自然界的颜色是通过计算机反映自然界的颜色是通过R R R R、G G G G、B B B B值来值来值来值来表示的，如果要在屏幕某一点显示某种颜色，则表示的，如果要在屏幕某

11、一点显示某种颜色，则表示的，如果要在屏幕某一点显示某种颜色，则表示的，如果要在屏幕某一点显示某种颜色，则必须在显存里给出相应每一个象素的必须在显存里给出相应每一个象素的必须在显存里给出相应每一个象素的必须在显存里给出相应每一个象素的R R R R、G G G G、B B B B值。值。值。值。其实现方法有直接从显存中得到和间接得到两种其实现方法有直接从显存中得到和间接得到两种其实现方法有直接从显存中得到和间接得到两种其实现方法有直接从显存中得到和间接得到两种方式。直接得到是指在显存里存放有象素对应的方式。直接得到是指在显存里存放有象素对应的方式。直接得到是指在显存里存放有象素对应的方式。直接得

12、到是指在显存里存放有象素对应的RGBRGBRGBRGB值，通过将该值，通过将该值，通过将该值，通过将该RGBRGBRGBRGB值传输到显示屏上而令屏幕值传输到显示屏上而令屏幕值传输到显示屏上而令屏幕值传输到显示屏上而令屏幕显示。间接得到方式是指显存中存放的并不是显示。间接得到方式是指显存中存放的并不是显示。间接得到方式是指显存中存放的并不是显示。间接得到方式是指显存中存放的并不是RGBRGBRGBRGB值，而是调色板的索引值，调色板里存放的才是值，而是调色板的索引值，调色板里存放的才是值，而是调色板的索引值，调色板里存放的才是值，而是调色板的索引值，调色板里存放的才是RGBRGBRGBRGB值

13、，然后再发送到显示屏上。值，然后再发送到显示屏上。值，然后再发送到显示屏上。值，然后再发送到显示屏上。13（6 6）调色板技术）调色板技术 在显存与显示器之间还需要有在显存与显示器之间还需要有在显存与显示器之间还需要有在显存与显示器之间还需要有LCDLCDLCDLCD控制器负责完控制器负责完控制器负责完控制器负责完成从现存提取数据，进行处理并传输到屏幕上。例成从现存提取数据，进行处理并传输到屏幕上。例成从现存提取数据，进行处理并传输到屏幕上。例成从现存提取数据，进行处理并传输到屏幕上。例如如如如PXA255PXA255PXA255PXA255微处理器内部集成有微处理器内部集成有微处理器内部集成

14、有微处理器内部集成有LCDLCDLCDLCD控制器，它提供了控制器，它提供了控制器，它提供了控制器，它提供了一个从微处理器到一个从微处理器到一个从微处理器到一个从微处理器到Passive(STN)Passive(STN)Passive(STN)Passive(STN)或或或或Active(TFT)Active(TFT)Active(TFT)Active(TFT)显示显示显示显示屏的接口。屏的接口。屏的接口。屏的接口。LCDLCDLCDLCD控制器由控制器由控制器由控制器由LCD DMAC,LCD DMAC,LCD DMAC,LCD DMAC,输入输出输入输出输入输出输入输出FIFOFIFOFI

15、FOFIFO，内部调色板和寄存器组组成。内部调色板和寄存器组组成。内部调色板和寄存器组组成。内部调色板和寄存器组组成。当接当接当接当接STNSTNSTNSTN显示屏，并且显示模式为单色或彩色显示屏，并且显示模式为单色或彩色显示屏，并且显示模式为单色或彩色显示屏，并且显示模式为单色或彩色（小于（小于（小于（小于8 8 8 8位位位位/象素）时，象素）时，象素）时，象素）时，LCD LCD LCD LCD控制器采用调色板技术。控制器采用调色板技术。控制器采用调色板技术。控制器采用调色板技术。当接当接当接当接TFT TFT TFT TFT 显示屏时，显示屏时，显示屏时，显示屏时，LCD LCD LC

16、D LCD控制器无需加载数据到调控制器无需加载数据到调控制器无需加载数据到调控制器无需加载数据到调色板中，通过色板中，通过色板中，通过色板中，通过DMACDMACDMACDMAC传输到输入传输到输入传输到输入传输到输入FIFOFIFOFIFOFIFO后，数据又立刻后，数据又立刻后，数据又立刻后，数据又立刻被传输到输出被传输到输出被传输到输出被传输到输出FIFOFIFOFIFOFIFO，然后在屏幕上进行显示，然后在屏幕上进行显示，然后在屏幕上进行显示，然后在屏幕上进行显示。142 2、S3C2410 LCDS3C2410 LCD控制器控制器一般功能：一般功能：S3C2410 LCDS3C2410

17、 LCD控制器具有一般控制器具有一般LCDLCD控控制器功能，产生各种信号、传输显示数据到制器功能，产生各种信号、传输显示数据到LCDLCD驱驱动器。动器。1 1）S3C2410S3C2410特点特点（1 1）基本特点）基本特点 有专用有专用DMA DMA 用于向用于向LCDLCD驱动器传输数据驱动器传输数据有中断有中断（INT_LCDINT_LCD）15显示缓存可以很大显示缓存可以很大系统存储器可以作为显示缓存用系统存储器可以作为显示缓存用支持多屏滚动显示支持多屏滚动显示用显示缓存支持硬件水平、垂直滚屏用显示缓存支持硬件水平、垂直滚屏支持多种时序支持多种时序LCDLCD屏屏通过对通过对LCD

18、LCD控制器编程，产生适合不同控制器编程，产生适合不同LCDLCD显显示屏的扫描信号、数据宽度、刷新率信号等。示屏的扫描信号、数据宽度、刷新率信号等。支持多种数据格式支持多种数据格式大端、小端格式，大端、小端格式，WinCEWinCE格式。格式。16（2 2）支持）支持STNSTN材料材料LCDLCD 单色显示：单色显示：每像素每像素2 2位数据、位数据、4 4级灰度；每像素级灰度；每像素4 4位数据、位数据、1616级灰度。级灰度。单色扫描：单色扫描：4 4位单向、双向扫描，位单向、双向扫描，8 8位单向扫描。位单向扫描。彩色显示：彩色显示：每像素每像素1616位数据、位数据、6553665

19、536种色彩，每种色彩，每像素像素2424位数据真色彩。位数据真色彩。支持多种支持多种LCDLCD屏：屏：640480640480、320240320240、160160160160等等4MB4MB显示缓存：显示缓存：支持支持256256色的像素数，色的像素数，40961024,20482048,1024409640961024,20482048,10244096等等17（3 3）支持）支持TFTTFT材料材料LCDLCD 单色显示：单色显示：每像素每像素1 1位数据、位数据、2 2位数据、位数据、4 4位数位数据、据、8 8位数据。位数据。彩色显示：彩色显示：每像素每像素1616位数据、位数

20、据、6553665536种色彩，种色彩，每像素每像素2424位数据、位数据、16M16M种真色彩。种真色彩。支持多种支持多种LCDLCD屏：屏：640480640480、320240320240、160160160160等等4MB4MB显示缓存：显示缓存：支持支持64K64K色的像素数，色的像素数，2048102420481024等。等。182 2）S3C2410 LCDS3C2410 LCD控制器结构与工作原理控制器结构与工作原理（1 1）控制器结构控制器结构19（1 1）LCDLCD控制器结构控制器结构 主要由主要由6 6部分组成：时序发生器、部分组成：时序发生器、LCDLCD主控制器主控

21、制器（LPC3600LPC3600）、）、DMADMA、视频信号混合器、数据格式转、视频信号混合器、数据格式转换器、控制逻辑等。换器、控制逻辑等。2021（2 2）LCDLCD控制器引脚信号控制器引脚信号共共4141个信号个信号VD23:0VD23:0：LCDLCD数据数据VDENVDEN：数据使能：数据使能VCLKVCLK：时钟信号：时钟信号VLINEVLINE：行扫描信号：行扫描信号LENDLEND：行结束信号：行结束信号22VFRAMEVFRAME：帧扫描信号：帧扫描信号HSYNCHSYNC：水平同步信号：水平同步信号VSYNCVSYNC：垂直同步信号：垂直同步信号VMVM：显示驱动交流

22、信号：显示驱动交流信号LCDVF0LCDVF0、LCDVF1LCDVF1、LCDVF2LCDVF2：时序控制信号：时序控制信号LCD_PWRENLCD_PWREN：面板电源控制信号：面板电源控制信号LCD_HCLKLCD_HCLK：时钟面板控制信号：时钟面板控制信号CPVCPV：行同步面板控制信号：行同步面板控制信号STVSTV：帧同步面板控制信号：帧同步面板控制信号TPTP：显示驱动面板控制信号：显示驱动面板控制信号STHSTH：面板控制信号：面板控制信号23寄存器寄存器描描 述述 初值初值偏址偏址 LCDCON1 LCDCON1LCDLCD控制寄存器控制寄存器1 10 x000000000

23、 x000000000 x000 x00LCDCON2LCDCON2LCDLCD控制寄存器控制寄存器2 20 x000000000 x000000000 x040 x04LCDCON3LCDCON3LCDLCD控制寄存器控制寄存器3 30 x000000000 x000000000 x080 x08LCDCON4LCDCON4LCDLCD控制寄存器控制寄存器4 40 x000000000 x000000000 x0C0 x0CLCDCON5LCDCON5LCDLCD控制寄存器控制寄存器5 50 x000000000 x000000000 x100 x10（3 3）LCDLCD控制器专用寄存器控

24、制器专用寄存器S3C2410S3C2410的有的有1717个专用寄存器，分为四类，其个专用寄存器，分为四类，其基地址均为基地址均为0 x4D0000000 x4D000000。控制寄存器控制寄存器（5 5个，如下表）个，如下表）24地址寄存器地址寄存器共共3 3个地址寄存器控制寄存器，如下表所示。个地址寄存器控制寄存器，如下表所示。寄存器寄存器描描 述述 初值初值偏址偏址 LCDSADDR1 LCDSADDR1帧起始地址寄存器帧起始地址寄存器1 10 x000000000 x000000000 x140 x14LCDSADDR2LCDSADDR2帧起始地址寄存器帧起始地址寄存器2 20 x00

25、0000000 x000000000 x180 x18LCDSADDR3LCDSADDR3虚拟屏地址寄存器虚拟屏地址寄存器0 x000000000 x000000000 x1C0 x1C25颜色配置寄存器颜色配置寄存器共共4 4个颜色配置寄存器，个颜色配置寄存器，1 1个抖动模式寄存器，如下表个抖动模式寄存器，如下表所示。所示。寄存器寄存器描描 述述 初值初值偏址偏址 REDLUTREDLUT红颜色寄存器红颜色寄存器0 x000000000 x000000000 x200 x20GREENLUTGREENLUT绿颜色寄存器绿颜色寄存器0 x000000000 x000000000 x240 x

26、24BLUELUTBLUELUT蓝颜色寄存器蓝颜色寄存器0 x000000000 x000000000 x280 x28DITHMODEDITHMODE抖动模式寄存器抖动模式寄存器0 x000000000 x000000000 x4C0 x4CTPALTPAL临时调色存器临时调色存器0 x000000000 x000000000 x500 x5026中断寄存器中断寄存器共共3 3个中断寄存器，个中断寄存器，1 1个个LCDLCD控制器寄存器，如控制器寄存器，如下表所示。下表所示。寄存器寄存器描描 述述 初值初值偏址偏址 LCDSADDR1 LCDSADDR1中断服务存器中断服务存器0 x00

27、x00 x540 x54LCDSADDR2LCDSADDR2中断标志寄存器中断标志寄存器0 x00 x00 x580 x58LCDSADDR3LCDSADDR3中断屏蔽寄存器中断屏蔽寄存器0 x30 x30 x5C0 x5CLPCSELLPCSELLPC3600LPC3600控制器控制器控制寄存器控制寄存器0 x40 x40 x600 x60273 3）PXA255 LCDPXA255 LCD控制单元控制单元 PXA255 PXA255 PXA255 PXA255处理器集成的处理器集成的处理器集成的处理器集成的LCDLCDLCDLCD控制单元，支持单屏或控制单元，支持单屏或控制单元，支持单屏或

28、控制单元，支持单屏或双屏显示，并有专用的二个双屏显示，并有专用的二个双屏显示，并有专用的二个双屏显示，并有专用的二个DMADMADMADMA控制器、一个控制器、一个控制器、一个控制器、一个256256256256单单单单元调色板元调色板元调色板元调色板RAMRAMRAMRAM和和和和FIFOFIFOFIFOFIFO缓冲器等。缓冲器等。缓冲器等。缓冲器等。当输入当输入当输入当输入LCDLCDLCDLCD控制器的图像数据采用控制器的图像数据采用控制器的图像数据采用控制器的图像数据采用1 1 1 1位（黑白）、位（黑白）、位（黑白）、位（黑白）、2 2 2 2位（位（位（位（4 4 4 4色）和色）

29、和色）和色）和8 8 8 8位（位（位（位（256256256256色）编码时，需要将这些图色）编码时，需要将这些图色）编码时，需要将这些图色）编码时，需要将这些图像数据的编码转换为像数据的编码转换为像数据的编码转换为像数据的编码转换为16161616位颜色编码输出。调色板位颜色编码输出。调色板位颜色编码输出。调色板位颜色编码输出。调色板RAMRAMRAMRAM用于指明图像数据与图像编码的映射关系，内部装用于指明图像数据与图像编码的映射关系，内部装用于指明图像数据与图像编码的映射关系，内部装用于指明图像数据与图像编码的映射关系，内部装有有有有256256256256个调色单元，每个单元保存一个

30、个调色单元，每个单元保存一个个调色单元，每个单元保存一个个调色单元，每个单元保存一个16161616位颜色值。位颜色值。位颜色值。位颜色值。其中其中其中其中5 5 5 5位表示红色，位表示红色，位表示红色，位表示红色，6 6 6 6位表示绿色，位表示绿色，位表示绿色，位表示绿色，5 5 5 5位表示蓝色。位表示蓝色。位表示蓝色。位表示蓝色。LCD LCD LCD LCD模块接口包含有模块接口包含有模块接口包含有模块接口包含有16161616位数据（位数据（位数据（位数据（5 5 5 5，6 6 6 6，5 5 5 5）线，）线，）线，）线，时钟线（时钟线（时钟线（时钟线（3 3 3 3），数据

31、使能线（），数据使能线（），数据使能线（），数据使能线（1 1 1 1），电源和地线等。），电源和地线等。），电源和地线等。），电源和地线等。282 2、LEDLED显示器接口显示器接口 LED(Light LED(Light Emitting Emitting Diode)Diode)常常称称为为七七段段发发光光二二极极管管,在在专专用用的的微微型型计计算算机机系系统统中中,特特别别是是在在嵌嵌入入式式控控制制系系统统中中,应应用用非非常常普普遍遍。它它价价格格低低廉廉、体体积积小小、功功耗耗低低，而而可可靠靠性性又又很很好好，因因此此，从从单单板板微微型型机机、袖袖珍珍计计算算机机到到许许

32、多多微微型型机机控控制制系系统统及及数数字字化仪器都用化仪器都用LEDLED作为输出显示。作为输出显示。29LEDLED显示器结构原理显示器结构原理30LEDLED显示器的连接设计显示器的连接设计314.5.2 4.5.2 键盘工作原理图键盘工作原理图常用常用常用常用4*44*44*44*4小键盘，也可外加小键盘，也可外加小键盘，也可外加小键盘，也可外加PS/2PS/2PS/2PS/2接口连接标准键盘。接口连接标准键盘。接口连接标准键盘。接口连接标准键盘。32键盘扫描过程有三种控制方法，其一是程序键盘扫描过程有三种控制方法，其一是程序控制方式。其二是定时扫描方法。其三是键盘中控制方式。其二是定

33、时扫描方法。其三是键盘中断控制方式。键盘上每个键都被分配一个称为扫断控制方式。键盘上每个键都被分配一个称为扫描码的唯一标识符。是用不同扫描控制方式读取描码的唯一标识符。是用不同扫描控制方式读取该扫描码，根据按下的键功能来判定应该采取什该扫描码，根据按下的键功能来判定应该采取什么行动。注意事项：么行动。注意事项：消抖算法：消抖算法：组合键处理组合键处理(1)(1)键盘扫描方法键盘扫描方法33键盘抖动示意图键盘抖动示意图34 （2 2）键盘驱动程序组成）键盘驱动程序组成././ucos-II/add/OSAddTask.cucos-II/add/OSAddTask.c中的任务初始中的任务初始化函数

34、化函数OSAddTask_InitOSAddTask_Init的创建键盘任务的创建键盘任务Key_Scan_TaskKey_Scan_Task键盘初始化函数键盘初始化函数KeyBoard_initKeyBoard_init();();中断程序中断程序ISR_KeyISR_Key的实现的实现键盘的查询任务键盘的查询任务键盘映射表键盘映射表KeyBoard_MapKeyBoard_Map354.5.3 4.5.3 触摸屏设计触摸屏设计 触摸屏是一种简单、方便的输入设备，应用的越来触摸屏是一种简单、方便的输入设备，应用的越来触摸屏是一种简单、方便的输入设备，应用的越来触摸屏是一种简单、方便的输入设备

35、，应用的越来越广泛。人们用触摸屏代替鼠标或键盘，根据触笔点击越广泛。人们用触摸屏代替鼠标或键盘，根据触笔点击越广泛。人们用触摸屏代替鼠标或键盘，根据触笔点击越广泛。人们用触摸屏代替鼠标或键盘，根据触笔点击的位置来定位选择信息输入。它广泛的应用在自助取款的位置来定位选择信息输入。它广泛的应用在自助取款的位置来定位选择信息输入。它广泛的应用在自助取款的位置来定位选择信息输入。它广泛的应用在自助取款机、机、机、机、PDAPDAPDAPDA设备、媒体播放器、汽车导航器、智能手机医设备、媒体播放器、汽车导航器、智能手机医设备、媒体播放器、汽车导航器、智能手机医设备、媒体播放器、汽车导航器、智能手机医疗电

36、子设备等方面。它是嵌入式设备最常用的输入接口疗电子设备等方面。它是嵌入式设备最常用的输入接口疗电子设备等方面。它是嵌入式设备最常用的输入接口疗电子设备等方面。它是嵌入式设备最常用的输入接口之一。之一。之一。之一。触摸屏和触摸屏和触摸屏和触摸屏和LCDLCDLCDLCD不是同一个物理设备，触摸屏是覆盖不是同一个物理设备，触摸屏是覆盖不是同一个物理设备，触摸屏是覆盖不是同一个物理设备，触摸屏是覆盖在在在在LCDLCDLCDLCD的表面，检测用户电击的位置。触摸屏的输入是的表面，检测用户电击的位置。触摸屏的输入是的表面，检测用户电击的位置。触摸屏的输入是的表面，检测用户电击的位置。触摸屏的输入是一个

37、模拟信号，通过触摸屏控制器将模拟信号转换为数一个模拟信号，通过触摸屏控制器将模拟信号转换为数一个模拟信号，通过触摸屏控制器将模拟信号转换为数一个模拟信号，通过触摸屏控制器将模拟信号转换为数字信号，再送给处理器进行处理。字信号，再送给处理器进行处理。字信号，再送给处理器进行处理。字信号，再送给处理器进行处理。触摸屏分类有如下触摸屏分类有如下触摸屏分类有如下触摸屏分类有如下4 4 4 4种形式：种形式：种形式：种形式：电阻式触摸屏电阻式触摸屏电阻式触摸屏电阻式触摸屏 ；表面声波触摸屏；表面声波触摸屏；表面声波触摸屏；表面声波触摸屏；红外式触摸屏红外式触摸屏红外式触摸屏红外式触摸屏 ；电容式触摸屏。

38、；电容式触摸屏。；电容式触摸屏。；电容式触摸屏。36371 1、电阻式触摸屏概述、电阻式触摸屏概述 最常见的触摸屏是电阻式触摸屏，其屏体最常见的触摸屏是电阻式触摸屏，其屏体部分是一块与显示屏表面非常配合的多层复合部分是一块与显示屏表面非常配合的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层上面在盖有一层外表面涂有一层透明的导电层上面在盖有一层外表面硬化处理，光滑、防刮的塑料层，它的内表面硬化处理，光滑、防刮的塑料层，它的内表面也涂一层透明导电层。在两个导电层之间有许也涂一层透明导电层。在两个导电层之间有许多细小（小于千分之一英寸）的

39、透明隔离点把多细小（小于千分之一英寸）的透明隔离点把它们隔离绝缘。触摸屏负责将受压的位置转换它们隔离绝缘。触摸屏负责将受压的位置转换成模拟电信号，再经过成模拟电信号，再经过A/DA/D转换成为数字量表示转换成为数字量表示的的x x、y y坐标，送入坐标，送入CPUCPU处理，为了可视化还可以处理，为了可视化还可以在在LCDLCD上显示出来。上显示出来。381 1）工作原理）工作原理 电阻式触摸屏工作时，上下导体层相当于二电阻式触摸屏工作时，上下导体层相当于二维精密电阻网络。即等效为沿维精密电阻网络。即等效为沿x x方向的电阻方向的电阻RxRx和和沿沿y y方向的电阻方向的电阻RyRy。当某一层

40、电极加上电压时，。当某一层电极加上电压时，会在该网络上形成电压梯度。如有外力使得上下会在该网络上形成电压梯度。如有外力使得上下两层在某一点接触，则在另一层未加电压的电极两层在某一点接触，则在另一层未加电压的电极上可以测的接触点处的电压。然后用模上可以测的接触点处的电压。然后用模/数转换数转换器来测量电压，以此得出位置。触摸屏通过交替器来测量电压，以此得出位置。触摸屏通过交替使用水平使用水平X X和垂直和垂直Y Y电压梯度来获得电压梯度来获得x x和和y y的位置。的位置。具体常用的有四线电阻式触摸屏。电阻技术触摸具体常用的有四线电阻式触摸屏。电阻技术触摸屏是一种对外界完全隔离的工作环境，故不怕

41、灰屏是一种对外界完全隔离的工作环境，故不怕灰尘、水汽和油污，可以用任何物体来触摸，比较尘、水汽和油污，可以用任何物体来触摸，比较适合工业控制领域及办公室内的使用。适合工业控制领域及办公室内的使用。39触摸屏驱动开发触摸屏驱动开发芯片芯片:BB:BB公司的公司的ADS7846ADS7846、接口、接口SPISPI工作在笔中断模式工作在笔中断模式驱动模型驱动模型:本机设备驱动，分层驱动本机设备驱动，分层驱动(MDD(MDD、PDD)PDD)供电供电测量测量电路网络电路网络ADCADC串串行行数数据据输输出出X+X+X-X-Y+Y+Y-Y-PENIRQ#PENIRQ#DOUTDOUTBUSYBUSY

42、CS#CS#DCLKDCLKDINDIN40四线电阻触摸屏原理四线电阻触摸屏原理41测量原理测量原理 在触摸点在触摸点在触摸点在触摸点X X X X、Y Y Y Y坐标的测量过坐标的测量过坐标的测量过坐标的测量过程中，测量电压与测量点的等程中，测量电压与测量点的等程中，测量电压与测量点的等程中，测量电压与测量点的等效电路图所示，图中效电路图所示，图中效电路图所示，图中效电路图所示，图中P P P P为测量为测量为测量为测量点点点点 XVYY422 2）触摸屏的硬件接口设计）触摸屏的硬件接口设计 触触触触模模模模屏屏屏屏控控控控制制制制器器器器ADS7843ADS7843ADS7843ADS78

43、43是是是是一一一一个个个个可可可可编编编编程程程程的的的的模模模模拟拟拟拟到到到到数数数数字字字字转转转转换换换换器器器器。内内内内部部部部有有有有一一一一个个个个12121212位位位位的的的的A/DA/DA/DA/D转转转转换换换换器器器器，可可可可以以以以准准准准确确确确判判判判断断断断出出出出触触触触点点点点的的的的坐坐坐坐标标标标位位位位置置置置。同同同同时时时时非非非非常常常常适适适适合合合合于于于于四四四四线线线线的的的的触触触触摸摸摸摸屏屏屏屏，以以以以2.7V2.7V2.7V2.7V到到到到5V5V5V5V间间间间供供供供电电电电，转转转转换换换换率率率率高高高高达达达达1

44、25KHZ,125KHZ,125KHZ,125KHZ,功功功功耗耗耗耗可可可可达达达达750uW750uW750uW750uW。在在在在自自自自动动动动关关关关闭闭闭闭模模模模式式式式下下下下功功功功耗耗耗耗仅仅仅仅为为为为0.5uW0.5uW0.5uW0.5uW。模模模模拟拟拟拟到到到到数数数数字字字字的的的的转转转转换换换换精精精精度度度度（逐逐逐逐次次次次比比比比较较较较式式式式ADCADCADCADC）可可可可选选选选256256256256级级级级（8 8 8 8位位位位）或或或或4096409640964096级级级级（12121212位位位位）。命命命命令令令令字字字字的的的的写

45、写写写入入入入以以以以及及及及转转转转换换换换后的数字量的读取可通过串行方式操作。后的数字量的读取可通过串行方式操作。后的数字量的读取可通过串行方式操作。后的数字量的读取可通过串行方式操作。43触摸屏的接口设计触摸屏的接口设计 触摸屏的控制采用专用芯片，专门处触摸屏的控制采用专用芯片，专门处理是否有笔或手指按下触摸屏，并在按下理是否有笔或手指按下触摸屏，并在按下时分别给两组电极通电，然后将其对应位时分别给两组电极通电，然后将其对应位置的模拟电压信号经过置的模拟电压信号经过A/DA/D转换送回处理器。转换送回处理器。S3C44B0S3C44B0选取选取PGPG口与口与ADS7843ADS7843

46、接口，共使用接口，共使用PG2-PG7PG2-PG7的的6 6条口线条口线,也可以选择其他的也可以选择其他的I/OI/O口，但注意不要与口，但注意不要与I/OI/O口上已经设定的口上已经设定的功能相冲突其中，功能相冲突其中，X+X+、Y+Y+、X-X-、Y-Y-引脚引脚直接与触摸屏的相应管脚相连。直接与触摸屏的相应管脚相连。44触摸屏控制芯片触摸屏控制芯片45FM7843FM7843与与ARMARM的连接的连接46触摸屏的接口设计触摸屏的接口设计 FM FM 78437843送送回回控控制制器器的的X X与与Y Y值值仅仅是是对对当当前前触触摸摸点点的的电电压压值值的的A/DA/D转转换换值值

47、。这这个个值值的的大大小小不不但但与与触触摸摸屏屏的的分分辨辨率率有有关关，而而且且也也与与触触摸摸屏屏与与LCDLCD贴贴合合的的情情况况有有关关。而而且且，LCDLCD分分辨辨率率与与触触摸摸屏屏的的分分辨辨率率一一般般来来说说是是不不一一样样，坐坐标标也也不不一一样样，因因此此，如如果果想想得得到到体体现现LCDLCD坐坐标标的的触触摸摸屏屏位位置置，还还需需要要在程序中进行转换。转换公式如下：在程序中进行转换。转换公式如下：47触摸屏与触摸屏与LCDLCD坐标匹配公式坐标匹配公式x=(x-TchScr_Xmin)*LCDWIDTH/(TchScr_Xmax-x=(x-TchScr_Xm

48、in)*LCDWIDTH/(TchScr_Xmax-x=(x-TchScr_Xmin)*LCDWIDTH/(TchScr_Xmax-x=(x-TchScr_Xmin)*LCDWIDTH/(TchScr_Xmax-TchScr_Xmin)TchScr_Xmin)TchScr_Xmin)TchScr_Xmin)y=(y-y=(y-y=(y-y=(y-TchScr_Ymin)*LCDHEIGHT/(TchScr_Ymax-TchScr_Ymin)*LCDHEIGHT/(TchScr_Ymax-TchScr_Ymin)*LCDHEIGHT/(TchScr_Ymax-TchScr_Ymin)*LCDHE

49、IGHT/(TchScr_Ymax-TchScr_Ymin)TchScr_Ymin)TchScr_Ymin)TchScr_Ymin)其中，其中，其中，其中，TchScr_XmaxTchScr_XmaxTchScr_XmaxTchScr_Xmax、TchScr_XminTchScr_XminTchScr_XminTchScr_Xmin、TchScr_YmaxTchScr_YmaxTchScr_YmaxTchScr_Ymax和和和和TchScr_YminTchScr_YminTchScr_YminTchScr_Ymin是触摸屏返回电压是触摸屏返回电压是触摸屏返回电压是触摸屏返回电压值值值值x x

50、x x、y y y y轴的范围，轴的范围，轴的范围，轴的范围，LCDWIDTHLCDWIDTHLCDWIDTHLCDWIDTH、LCDHEIGHTLCDHEIGHTLCDHEIGHTLCDHEIGHT是液是液是液是液晶屏的宽度与高度。晶屏的宽度与高度。晶屏的宽度与高度。晶屏的宽度与高度。48 3 3）编程实现）编程实现利用连接好的电路设置利用连接好的电路设置利用连接好的电路设置利用连接好的电路设置PCONGPCONGPCONGPCONG寄存器如下：寄存器如下：寄存器如下：寄存器如下：rPCONG=Ox015f rPCONG=Ox015f rPCONG=Ox015f rPCONG=Ox015f；