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液晶触摸屏系统开发论文
中国计量学院
毕业设计（论文）
题目：
液晶触摸屏系统开发
二级学院信息工程学院
专业电子信息工程
班级
姓名
指导教师
2006年5月29日
摘要
触摸屏作为一种全新的输入设备，具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。
利用这种技术，我们用户只要用手指轻轻地指碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作，从而使人机交互更为直截了当。
液晶显示器因其功耗低、重量轻而成为便携式应用中的主流技术。
点阵式液晶显示器（LCD）不仅可以显示数字、字符，还可以直接显示汉字以及图形曲线，实现屏幕菜单人机对话操作。
本文主要介绍了以FM7843为控制器的触摸屏和以SED1335为控制器的液晶屏的原理及其与单片机8051的接口设计，以此来阐述液晶触摸屏系统的设计原理及其实现方法。
本次设计主要实现的功能是液晶屏上显示汉字和字符，用触摸屏控制液晶屏的显示，液晶屏设计了四页显示汉字及字符，按触摸屏的按键可以翻页来查看每页液晶屏显示的内容。
关键词：
触摸屏；单片机；液晶屏；FM7843；SED1335
Abstract
Touchescreenasonekindofbrand-newinputdevice,hasdurable,thereaction
ratefirmlyquick,theeconomicalspace,iseasytoexchangeandsoonmanymerits.
Usingthiskindoftechnology,ourusersolongasgentlyreferswiththefingerbumpsonthecomputerdisplaymonitorthechartsymbolorthewritingcanrealizetothemainengineopraation,thuscausetheman-machinetobealternatelystraightforwarder.
Theliquid-crystaldisplayislow,theweightlightlybecauseofitspowerlossbecomesintheportableapplicationthemainstreamtechnology.Thelatticetypeliquid-crystaldisplay（LCD）notonlymaydemonstratethenumeral,thecharacter,butalsomaydirectlydemonstratetheChinesecharacteraswellasthegraphcurve,realizethescreenmenuman-machinedialogueoperation.ThisarticlemainlyintroducedasthecontrollertouchesthescreenandtakeSED1335takeFM7843asthecontrollerliquidcrystalscreenprincipleanditswiththemonolithic8051connectionsdesign,bythiselaboratedtheliquidcrystaltouchesthescreensystemtheprincipleofdesignanditstherealizationmethod.
ThisdesignmainrealizationfunctionisontheliquidcrystalscreendemonstratedtheChinesecharacterandthecharacter,withtouchedthescreencontrolliquidcrystalscreenthedemonstration,theliquidcrystalscreenhasdesignedfourpagesofdemonstrationsChinesecharactersandthecharacter,accordingtotouchedthescreenthepressedkeytobeallowedtoturnthepagetoexamineeachpageofliquidcrystalsscreendemonstrationthecontent.
Keyword:
toughscreen;microcontroller;liquid-crystaldisplay;FM7843;SED1335
目录
0.前言1
1.设计要求2
2.系统的硬件介绍3
2.1触摸屏的硬件介绍3
2.1.1触摸屏的介绍及其组成结构3
2.1.2触摸屏控制器的介绍及其应用5
2.2液晶屏的硬件介绍7
2.2.1液晶显示模块控制介绍7
2.2.2SED1335与MPU的接口10
2.2.3液晶显示控制电路特性10
2.3系统的原理与接口介绍11
2.3.1单片机与触摸屏控制器接口11
2.3.2单片机与液晶控制器接口12
2.3.3其他接口介绍13
3.系统的软件接口介绍15
3.1触摸屏的软件接口介绍15
3.2液晶显示控制器SED1335的软件接口特性18
4.总体方案20
5.系统的工作流程及功能介绍21
5.1系统的工作流程21
5.2系统实现的功能22
5.2.1触摸屏内部控制器的转换原理22
5.2.2系统实现的功能24
参考文献26
致谢27
附录28
附录A28
附录B37
附录C39
0.前言
触摸屏具有方便直观、图象清晰、坚固耐用和节省空间等优点。
目前，各发达国家也都积极投入触摸屏的研制和开发，触摸平5也从低档向高档逐步升级和发展：
从电阻式、红外线式走向电容感应式和表面声波式，性能越来越可靠，技术越来越先进，应用面也越来越广。
触摸屏应用于小型个人信息携带设备、信息家电设备、公共信息系统、通讯设备、办公自动化设备、信息收集设备、工业用设备等。
触摸屏的兴起宣告了个人化新计算机时代的来临，它以优异的操作特性及使用便利应用在许多方面，使得各项信息设备使用更为容易，并扩大了可应用的范畴。
在没有其他更优异的输入方式挑战下，触摸屏未来数年内将成为信息设备的标准配备之一。
现在，信息技术已经发展成举足轻重的产业，并将成为包括我国在内的许多国家的支柱产业。
其中特别是LCD、彩色等离子体平板显示等先进的平板显示技术产业化的发展迅猛，和传统的CRT相抗争。
尤其是LCD显示器在电子计算机、通信机、导航设备、电视电话以及航空、航天、军事应用中，均具有很大的优势，居主导地位。
我们研究的课题是液晶触摸屏系统的开发，适合现在技术的发展。
对于我们要了解液晶触摸屏方向有一定的意义。
1.设计要求
本次设计的题目为：
液晶触摸屏系统开发。
因此首先要了解触摸屏以及液晶屏的工作原理，最重要的是要先掌握触摸屏控制器和液晶控制器两块芯片的使用。
触摸屏控制器使用的是FM7843四线电阻式触摸屏输入控制芯片；该芯片与触摸屏可以简单地由四根线连接，而与单片机连接则比较复杂，需要通过SPI串行通信协议来实现两块芯片的连接，其中也包括了几处软件的接口。
液晶屏控制器使用的是由日本EPSON公司生产的一款液晶显示屏控制器：
SED1335，通过16个引脚与单片机8051连接，从而完成软件来驱动液晶屏显示。
此次设计要完成的功能是：
液晶用于按键的作用，整个液晶屏被分成12个按键（具体原理下面阐述），液晶显示由软件编入四页汉字及字符显示，按下触摸屏上的按键，液晶屏的显示就会实行往下翻页显示的功能，按另外的按键，液晶屏显示会实行返回上页显示内容的功能。
2.系统的硬件介绍
2.1触摸屏的硬件介绍
2.1.1触摸屏的介绍及其组成结构
触摸屏由于其轻便、占用空间少、方便灵活等优点，己经逐渐取代键盘成为嵌入式系统的常选用的人机交互工具。
触摸屏按其技术原理可分为五类:
矢量压力传感式、电阻式、电容式、红外线式、表面声波式，其中电阻式触摸屏在嵌入式系统中用的较多。
典型触摸屏的工作部分一般由三部分组成，如图2.1.1所示：
两层透明的阻性导体层、两层导体之间的隔离层、电极。
阻性导体层选用阻性材料，如铟锡氧化物（ITO）涂在衬底上构成，上层衬底用塑料，下层衬底用玻璃。
隔离层为粘性绝缘液体材料，如聚脂薄膜。
电极选用导电性能极好的材料（如银粉墨）构成，其导电性能大约为ITO的1000倍。
图2.1.1触摸屏结构
电阻式触摸屏是一块4层的透明的复合薄膜屏，最下面是玻璃或有机玻璃构成的基层，最上面是一层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的塑料层，中间是两层金属导电层，分别在基层之上和塑料层内表面，在两导电层之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开。
当手指触摸屏幕时，两导电层的触摸点处接触。
如下图2.1.2所示。
图2.1.2触摸屏的触摸示意图
触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面，在每个工作面的两端各涂有一条银胶，称为该工作面的一对电极。
触摸屏工作时，上下导体层相当于电阻网络，如图2.1.3所示。
图2.1.3工作时的导体层
当某一层电极加上电压时，会在该网络上形成电压梯度。
如有外力使得上下两层在某一点接触，则在电极未加电压的另一层可以测得接触点处的电压，从而知道接触点处的坐标,即当在X方向的电极对上施加一确定的电压，而Y方向电极对上不加电压时，在X平行电压场中，触点处的电压值可以在Y+（或Y-）电极上反映出来，通过测量Y+电极对地的电压大小，便可得知触点的X坐标值。
同理，当在Y电极对上加电压，而X电极对上不加电压时，通过测量X+电极的电压，便可得知触点的Y坐标。
比如，在顶层的电极（X+,X－）上加上电压，则在顶层导体层上形成电压梯度，当有外力使得上下两层在某一点接触，在底层就可以测得接触点处的电压，再根据该电压与电极（X+）之间的距离关系，知道该处的X坐标。
然后，将电压切换到底层电极（Y+,Y－）上，并在顶层测量接触点处的电压，从而知道Y坐标。
四线式触摸屏的X工作面和Y工作面分别加在两个导电层上，共有四根引出线，分别连到触摸屏的X电极对和Y电极对上。
在触摸点X、Y坐标的测量过程中，测量电压与测量点的等效电路如图2.1.4所示，图中P为测量点。
图2.1.4测量关系
2.1.2触摸屏控制器的介绍及其应用
在该系统中触摸屏采用突破光电公司生产的TurboT4四线电阻式触摸屏，具有4096X40%的分辨率，足够胜任汉字的书写和辨识。
触摸屏控制器要完成两件事情:
其一，是完成电极电压的转换;其二，是采集接触点处的电压值（即A/D）
触摸屏控制器采用上海复旦微电子的FM7843四线电阻式触摸屏输入控制芯片。
该芯片内置12位模数转换器、并具有同步串行数据接口，和触摸屏驱动电路。
采用SSOP-16引脚封装形式，温度范围是一400c十850c。
具有两个辅助输（IN3.IN4），可设置为8位或12位模式。
供电电压2.7-5V，参考电压VREF为1V一+VCC，转换电压的输入范围为0-VREF,最高转换速率为125kHz。
基准电压确定了转换器的输入范围，输出数据中每个数字位代表的模拟电压等于基准电压除以4096。
平均基准输入电流由
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