触摸屏硬件原理及寄存器分析Word格式.docx

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其次五线电阻触摸屏把工作面的任务都交给寿命长的A面，而B面只用来作为导体，并且采用了延展性好、电阻率低的镍金透明导电层，因此，B面的寿命也极大的提高。

五线电阻触摸屏的另一个专有技术是通过精密的电阻网络来校正A面的线性问题：

由于工艺工程不可避免的有可能厚薄不均而造成电压场不均匀分布，精密电阻网络在工作时流过绝大部分电流，因此可以补偿工作面有可能的线性失真。

五线电阻触摸屏是目前最好的电阻技术触摸屏，最适合于军事、医疗领域使用。

但是四线电阻触摸屏由于价格低廉，在通用领域的运用，下面将结合S3C2410内置的触摸屏控制器来详细讲解整个触摸屏电路的工作及测量过程。

下图是四线电阻触摸屏测量时的等效电路（图6-7）：

图6-7

测量时，分为以下3个步骤：

（1）起初，在触摸屏没有被按下的时候，触摸屏的X轴和Y轴不会接触在一起，此时这个电路处在“PenDownDetect”状态。

S1、S2、S4断开，S3、S5闭合。

X+~X-的整个轴上的电压均为0V（GND），Y-端悬空，Y+端由于有上拉电阻R1的存在而呈现高电平。

当“PenDown”后，X轴和Y轴受挤压而接触导通后，Y轴上的电压由于连通到X轴接地而变为低电平，此低电平可做为中断触发信号来通知CPU发生“PenDown”事件。

（2）当检测到“PenDown”事件后，CPU立刻进入X轴坐标测量状态：

S1、S3闭合，S2、S4、S5断开（Y+、Y-两断悬空）。

由于X轴和Y轴在接触点按下而连通，因此Y＋端的X_ADC可以认为是X轴的分压采样点（通过测量X_ADC的电压可以得到X+到接触点，以及X-到接触点的比例），从而计算出X轴的坐标

（3）采样完X轴的坐标后，S1、S3、S5断开，S2、S4闭合，同样原理，我们可以进一步得到Y轴的坐标。

二、S3C2410模数转换器（ADC）及触摸屏控制器

S3C2410内置1个8信道的10bit模数转换器（ADC），该ADC能以500KSPS的采样资料将外部的模拟信号转换为10bit分辩率的数字量。

同时ADC部分能与CPU的触摸屏控制器协同工作，完成对触摸屏绝对地址的测量。

特性：

－分辩率：

10bit

－相信误差：

＋/-2LSB

－最大转换速率：

500KSPS

－模拟量输入范围：

0～3.3V

－分步X/Y坐标测量模式

－自动X/Y坐标测量模式

－中断等待模式

下图是ADC及触摸屏控制器部分的逻辑示意图（图6-8）

图6-8

随后的图是在S3C2410的ADC以及触摸屏控制器的基础上外接触摸屏的示意图，以及外部电路的实际原理图。

需要补充说明的是，图中Q1、Q2为P沟道MOS管，开门电压为1.8V；

Q3、Q4为N沟道MOS管，开门电压为2.7V。

运用学过的电子电路的知识，我们知道当MOS管导通后（栅极电压达到开门电压之后），MOS管的源-漏极之间可以认为是直通的（导通电阻为毫欧级），即可以把MOS管认为是图4-7中真正的“开关”。

AVDD是外部模拟参考源，一般接3.3V电源，XP、XM和YP、YM分别是触摸屏的4条引线，各自对应X轴和Y轴电阻。

图6-8中XP,XM,YP,YM对应触摸屏接口的TSXP,TSXM,TSYP,TSYM.

ADC及触摸屏控制器的工作模式：

1、ADC普通转换模式（NormalConversonMode）

普通转换模式（AUTO_PST=0,XY_PST=0）是用来进行一般的ADC转换之用的，例如通过ADC测量电池电压等等。

2、独立X/Y轴坐标转换模式（SeparateX/YPositionConversionMode）

独立X/Y轴坐标转换模式其实包含了X轴模式和Y轴模式2种模式。

首先进行X轴的坐标转换（AUTO_PST=0，XY_PST=1），X轴的转换资料会写到ADCDAT0寄存器的XPDAT中，等待转换完成后，触摸屏控制器会产生相应的中断。

然后进行Y轴的坐标转换（AUTO_PST=0，XY_PST=2），Y轴的转换资料会写到ADCDAT1寄存器的YPDAT中，等待转换完成后，触摸屏控制器会产生相应的中断。

3、自动X/Y轴坐标转换模式（AutoX/YPositionConversionMode）

自动X/Y轴坐标转换模式（AUTO_PST=1，XY_PST=0）将会自动地进行X轴和Y轴的转换操作，随后产生相应的中断。

4、中断等待模式（WaitforInterruptMode）

在系统等待“PenDown”，即触摸屏按下的时候，其实是处于中断等待模式。

一旦被按下，实时产生“INT_TC”中断信号。

每次发生此中断都，X轴和Y轴坐标转换资料都可以从相应的资料寄存器中读出。

5、闲置模式（StandbyMode）

在该模式下转换资料寄存器中的值都被保留为上次转换时的资料。

ADC及触摸屏控制器的寄存器详解

ADCCON：

ADC控制寄存器（见图6-9）

ENABLE_START：

置1：

启动ADC转换

置0：

无操作

RESR_START：

允许读操作启动ADC转换

禁止读操作启动ADC转换

STDBM：

将ADC置为闲置状态（模式）

将ADC置为正常操作状态

SEL_MUX：

选择需要进行转换的ADC信道

PRSCVL：

ADC转换时钟预分频参数

PRSCEN：

ADC转换时钟使能

ECFLG：

ADC转换完成标志位（只读）

为1：

ADC转换结束

为0：

ADC转换进行中

图6-9

ADCTSC：

触摸屏控制寄存器（见图6-10）

XY_PST：

对X/Y轴手动测量模式进行选择

AUTO_PST：

X/Y轴的自动转换模式使能位

PULL_UP：

XP端的上拉电阻使能位

XP_SEN：

设置nXPON输出状态

XM_SEN：

设置XMON输出状态

YP_SEN：

设置nYPON输出状态

YM_SEN：

设置YMON输出状态

图6-10

ADCDLY：

ADC转换周期等待定时器（见图6-11）

图6-11

ADCDAT0：

ADC资料寄存器0（见图6-12）

XPDATA：

X轴转换资料寄存器

选择X/Y轴自动转换模式

X/Y轴自动转换使能位

UPDOWN：

选择中断等待模式的类型

为0：

按下产生中断

为1：

释放产生中断

图6-12

ADCDAT1:

ADC资料寄存器1（见图6-13）

定义类同于ADCDAT0。