基于ARM的觸摸屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

周宇

摘 要 自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的科學(xué)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，在高科技技術(shù)發(fā)展如此之快的同時(shí)，高科技產(chǎn)物也在不斷的出現(xiàn)，ARM微處理器就是一項(xiàng)現(xiàn)代化高科技產(chǎn)物，在計(jì)算機(jī)或手機(jī)上都得到了很廣泛的應(yīng)用，使計(jì)算機(jī)手機(jī)的系統(tǒng)性能得到很大程度的提升，而且現(xiàn)在對(duì)ARM微處理器的研究是國(guó)家的重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目，但是就從我國(guó)現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)水平來(lái)看，我國(guó)相比于一些發(fā)達(dá)國(guó)家還存在很大的差距，在對(duì)ARM微處理器的研究上還存在一些問(wèn)題，要想使我國(guó)的ARM微處理器能夠有一個(gè)更好的開(kāi)發(fā)，我們就需要對(duì)ARM微處理器進(jìn)行不斷的研究和探討。

【關(guān)鍵詞】ARM微處理器 觸摸屏控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)分析

ARM觸摸屏就是以ARM微處理器為核心系統(tǒng)新發(fā)明的一種觸摸屏，ARM觸摸屏相比于傳統(tǒng)的觸摸屏來(lái)講，操作更加簡(jiǎn)單直觀，而且功耗非常的小，在功能上更加的使用，而且最大的特點(diǎn)就是取代了鍵盤(pán)鼠標(biāo)，在實(shí)際運(yùn)用中更加的方便，在二十一世紀(jì)，ARM觸摸屏控制系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越普遍，而且也是當(dāng)今時(shí)代觸摸屏的主流配置，更重要的是ARM觸摸屏在我們的生活中也發(fā)揮著很大的作用，但是由于我國(guó)發(fā)展起步較晚，自行生產(chǎn)的ARM微處理器還存在功耗大，占用空間多等問(wèn)題，這些問(wèn)題嚴(yán)重制約我國(guó)ARM微處理器的發(fā)展，下面我們就對(duì)ARM的觸摸屏控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的分析探討。

1 ARM的觸摸控制系統(tǒng)的總體框架

ARM微處理器體積小，功耗低，成本低，高性能，在使用過(guò)程中支持十六位，三十二位雙指令集，能很好的兼容八位或十六位器件，而且ARM微處理器的尋址方式非常簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率還很高，這一系列特點(diǎn)都能夠很好應(yīng)用于觸摸控制系統(tǒng)，在這里我們以最為常見(jiàn)的彩色液晶屏為例，彩色液晶屏的ARM觸摸屏控制系統(tǒng)的整體框架主要由五部分組成，分別是ARM微處理器，液晶屏控制器，觸摸屏控制器，彩色液晶屏以及觸摸屏，彩色液晶屏作為人機(jī)交換的最直接的交互畫(huà)面，通過(guò)內(nèi)部的液晶控制屏和ARM微處理器相連接，觸摸屏控制器通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換對(duì)信息進(jìn)行處理，將轉(zhuǎn)換完成后的信息傳遞到ARM微處理器，ARM微處理器對(duì)這些信息進(jìn)行處理，然后控制液晶顯示器進(jìn)行相應(yīng)的畫(huà)面更新動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)人機(jī)交換功能，在這里需要注意的是，微處理器的型號(hào)為L(zhǎng)PC2290，觸摸屏控制器選擇FM7843，液晶屏控制器選擇SID13503。

2 ARM微處理器觸摸屏控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

ARM觸摸屏控制系統(tǒng)是當(dāng)前液晶觸摸屏系統(tǒng)中比較先進(jìn)的，在整個(gè)觸摸屏系統(tǒng)中占有主導(dǎo)地位，而且加入ARM微處理器的觸摸屏控制系統(tǒng)能操作相比原來(lái)更加的簡(jiǎn)單，顯示效果也變的比原來(lái)更好，符合原先觸摸屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，更重要的是ARM微處理器具有很高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)在的ARM微處理器觸摸控制屏系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)主要分為兩大部分，第一部分是硬件設(shè)計(jì)，第二部分是軟件設(shè)計(jì)，下面我們就對(duì)這兩部分展開(kāi)全面的分析和探討。

2.1 ARM觸摸屏控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)部分

我們還是以彩色液晶屏為例，其硬件設(shè)計(jì)部分主要包括顯示器，彩色液晶屏的驅(qū)動(dòng)電路，液晶屏控制器（SID13503），觸摸屏驅(qū)動(dòng)電路以及觸摸屏控制器（FM843），在實(shí)際的連線過(guò)程中，SID13503液晶屏控制器需要用5伏電源進(jìn)行供電，利用液晶屏控制器可以進(jìn)行硬件配置的特點(diǎn)，在電路的設(shè)計(jì)過(guò)程中我們可以根據(jù)不同的需要對(duì)液晶屏控制器的16個(gè)引腳進(jìn)行設(shè)置，總體設(shè)計(jì)我們采用8位總線方式對(duì)液晶屏控制器進(jìn)行連接，液晶屏控制器的16個(gè)引腳和電源，寄存器，存儲(chǔ)器以及上拉電阻等一些部件進(jìn)行正確連接。另外就是觸摸屏驅(qū)動(dòng)電路和觸摸屏控制器（FM7843），由于觸摸屏的種類(lèi)比較多，在這里我們選擇電阻式觸摸屏為例，所謂電阻式觸摸屏，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一種多層復(fù)合薄膜，分上導(dǎo)體層和下導(dǎo)體層，在實(shí)際工作中和顯示器配合使用，在使用過(guò)程中彩色液晶屏上的電阻式觸摸屏只能夠?qū)?shù)字信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，因此我們就需要引入FM7843模數(shù)轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，轉(zhuǎn)換精度根據(jù)ARM微處理器的需要來(lái)設(shè)定，最后通過(guò)SPI接口將轉(zhuǎn)換的模擬信號(hào)傳遞給ARM微處理器。

2.2 ARM觸摸屏控制系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì)

軟件部分設(shè)計(jì)主要是對(duì)驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)，這一部分是非常難的，相比于硬件部分的設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)軟件設(shè)計(jì)需要操作的部分很少，但是所包含的知識(shí)量是非常廣泛的，軟件部分的設(shè)計(jì)主要分為三大塊，第一是觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，第二是液晶屏的驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)，第三是用戶(hù)程序的設(shè)計(jì)。進(jìn)行觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)的第一步首先對(duì)觸摸屏控制器進(jìn)行定義，也就是創(chuàng)建庫(kù)文件，然后就是對(duì)觸摸屏控制器的I/O接口進(jìn)行定義，最后就是創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)觸摸屏控制器的驅(qū)動(dòng)，在創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)程序的時(shí)候我們需要用到幾個(gè)函數(shù)，第一個(gè)延時(shí)函數(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)驅(qū)動(dòng)程序的延時(shí)功能，再就是檢測(cè)延時(shí)函數(shù)，保證程序能夠一步一步進(jìn)行，還有就是寫(xiě)讀函數(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)程序的讀寫(xiě)操作，這些函數(shù)都是驅(qū)動(dòng)程序中非常重要的一部分，一旦函數(shù)運(yùn)用出現(xiàn)失誤，那么整個(gè)驅(qū)動(dòng)程序就不能夠正常進(jìn)行，因此在對(duì)這些函數(shù)進(jìn)行編寫(xiě)的時(shí)候我們一定要正確運(yùn)用這些函數(shù)。對(duì)于彩色液晶屏驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)和觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)過(guò)程是相同的，但是所用到的函數(shù)是不同的，在對(duì)彩色液晶屏驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)中需要用到幾個(gè)特別的函數(shù)，分別是畫(huà)圖函數(shù)，填充函數(shù)，實(shí)現(xiàn)在指定位置上畫(huà)點(diǎn)并且使LCD以圖形的方式進(jìn)行填充。用戶(hù)程序和以上兩個(gè)程序的設(shè)計(jì)存在很大的不同，設(shè)計(jì)用戶(hù)程序的目的就是為了能夠讀取觸摸屏的動(dòng)作，在程序運(yùn)行時(shí)，首先要對(duì)GPIO以及LCM進(jìn)行初始化，將液晶屏片選信號(hào)CS調(diào)低，填充液晶屏幕背景色并校準(zhǔn)，最后就是等待有效觸摸，在獲取有效觸摸后對(duì)觸摸坐標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)，然后通過(guò)液晶屏顯示出來(lái)。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我們可以看出對(duì)ARM的觸摸屏控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜且艱難的，其中涉及到的知識(shí)非常廣泛，既包括了模擬電子技術(shù)，也包括數(shù)字電子技術(shù)，另外C語(yǔ)言技術(shù)以及單片機(jī)編程在ARM的觸摸屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中也是非常重要的一部分，隨著社會(huì)的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)的不斷提高，我們對(duì)ARM觸摸屏控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)在逐漸的完善，對(duì)傳統(tǒng)的嵌入式設(shè)備顯示與控制的方式做出了改進(jìn)，使ARM觸摸控制系統(tǒng)的性能有了一個(gè)本質(zhì)的提高，使ARM微處理器的應(yīng)用前景更加的廣闊，為了能夠使ARM觸摸控制系統(tǒng)有一個(gè)更大的進(jìn)步，我們還需要做出努力。

參考文獻(xiàn)

[1]王玲玲，丁學(xué)用.基于ARM的觸摸屏控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)[J].輕工科技，2017（05）.

作者單位

杭州市職業(yè)病防治院 浙江省杭州市 310014