基于S3C2440的觸摸屏控制器改進設(shè)計

李冰玉 孟慶鉑

摘要：本設(shè)計利用S3C2440 ADC的A[5]和A[7]這兩個輸入通道作為X軸和Y軸方向電壓的輸入，通過四個外部晶體管來控制觸摸屏兩個導(dǎo)電層的通斷，當YMON、XMON、nYPON和nXPON處于“等待中斷”狀態(tài)的時候，中斷線路就會呈現(xiàn)出上拉狀態(tài);而當觸摸筆碰撞觸摸屏?xí)r，AIN[7]會變成低電平，進而引發(fā)中斷。

關(guān)鍵詞：S3C2440處理器;觸摸屏;控制器

中圖分類號：TP183 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）02-0146-02

1 基于S3C2440的觸摸屏控制器硬件改進設(shè)計

1.1 S3C2440 ADC

ADC是模擬信號源與CPU之間相互聯(lián)系的控制接口，能把連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號[1]，來使計算機、數(shù)字系統(tǒng)能夠更加方便的運行。S3C2440的CMOS模數(shù)轉(zhuǎn)換器能夠輸入8個通道的模擬信號，在2.5MHz的A/D轉(zhuǎn)換時鐘下[2]，最大的轉(zhuǎn)換速率可大于500kSPS。ADC具有采樣保持、低功耗等功能，接口方框圖如圖1所示。

1.2 S3C2440 ADC與觸摸屏的硬件連接

觸摸屏外接的電路其實主要是需要控制上和下這兩層導(dǎo)電層的通斷狀況與如何取得電壓，在取得電壓之后，還需把得到的這個模擬量轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量，這就需要用到 S3C2440A芯片中的模數(shù)轉(zhuǎn)換器這一部分來得到實現(xiàn)[3]。也就是說，實現(xiàn)觸摸屏的功能實際上就是分成了兩個部分，一個部分是指觸摸屏外接的電路部分，另一部分是指S3C2440A芯片里面所自帶有的A/D轉(zhuǎn)換的部分。S3C2440A芯片中內(nèi)部自帶的A/D轉(zhuǎn)換器的輸入有8個通道，它的轉(zhuǎn)換功能是在芯片的內(nèi)部自動實現(xiàn)的，然后讀取結(jié)果，得到觸點的坐標。S3C2440里面所內(nèi)置的ADC與觸摸屏的接口支持電阻式的觸摸屏，它和觸摸屏的硬件連接如圖2所示[3]。

觸摸屏的工作原理是：X坐標的測量： X+端接收到由XP輸出的地電壓，而X-端同理接收到由XM輸出的地電位;按壓點電壓從YP輸入。Y坐標的測量：Y+端接收到由YP輸出的地電壓，而Y-端同理接收到由YM輸出的地電位;按壓點電壓從XP輸入。

ADC控制器有8個通道，而觸摸屏的電路部分占據(jù)了其中的兩個通道，這兩個通道是用來作為X軸方向和Y軸方向電壓的輸入[4]。通過四個外部晶體管，觸摸屏通斷控制的兩個導(dǎo)電層才能得以順利實現(xiàn)，而外部晶體管是由nYPON、nXPON、YMON和XMON來控制的，見表1。

X坐標軸和Y坐標軸的兩個方向上的電壓輸入分別用的是ADC的A[5]和A[7]這兩個輸入通道，即XP與S3C2440的A[7]口相連，YP與A[5]口相連。當S3C2440的nYPON、nXPON、XMON輸出的是不一樣的電平的時候，外部晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)如表2所示。

當YMON、XMON、nYPON和nXPON在處于“等待中斷”狀態(tài)的時候，外部晶體管控制器輸出的就是低電平，那么和 VDDA_ADC連接的晶體管就會呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，中斷線路就會呈現(xiàn)出上拉狀態(tài);而當觸摸筆觸摸觸摸屏的時候，和AIN[7]連接的XP就會出現(xiàn)低電平，AIN[7]也會變成低電平，然后引發(fā)中斷。

從表3看出，X軸方向的坐標轉(zhuǎn)換原理：由于XP外接參考電壓、XM接地，那么在軸X的方向的導(dǎo)電層順沿著軸的方向就會形成均勻電壓的趨勢。而YP接通道AIN[5]，YM斷開，那么在軸Y方向的導(dǎo)電層就會有一個等勢體形成，由于此時兩導(dǎo)電層有接觸，故在接觸點處X軸方向的電壓會通過Y軸方向的等勢體傳到AIN[5]通道，把這個電壓取出來并且進行轉(zhuǎn)換，最后X軸方向的坐標就可以得到。Y軸方向坐標轉(zhuǎn)換原理同上。

2 基于S3C2440的觸摸屏控制器軟件設(shè)計及實驗仿真

2.1 主程序

void Main（）

{

char temp;

Port_Init（）;

Isr_Init（）;

ChangeClockDivider（16，12）;

ChangeMPllValue（92， 1， 1）;

ChangeUPllValue（56，2，2）;

CalCPUBusClk（）;

Uart_Init（ 0，115200 ）;

Uart_Select（ 0 ）;

MMU_Init（）;

LcdInit（）;

DrawLogo（）;

TestTouchPanel（）;

while（1）

{

temp = Uart_GetKey（）;

if（temp）

{

Uart_SendByte（temp）;

}

}

}

2.2 ADS開發(fā)環(huán)境下的實驗仿真

ADS環(huán)境下的程序運行窗口，如圖3所示。

DNW上顯示出的被觸摸處的X軸和Y軸的坐標數(shù)據(jù)，如圖4所示。

參考文獻

[1] 李冰玉，王奉良.ARM嵌入式技術(shù)實驗指導(dǎo)書（第四版）[Z].天津理工大學(xué)中環(huán)信息學(xué)院，2018.

[2] 俞建新，王健，宋健建.嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)教程（第二版）[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

[3] 陳渝，韓超，李明.嵌入式系統(tǒng)原理及應(yīng)用開發(fā)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2014.

[4] 趙茂泰.智能儀器原理及應(yīng)用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

The Improving Design of? Touch Screen Controller Based on S3C2440

LI Bing-yu，MENG Qing-bo

（Zhonghuan Information College Tianjin University of? Technology， Tianjin? 300380）

Abstract：The design uses the A[5] and A[7] input channels of the S3C2440 ADC as the input voltage in the X and y directions. Four external transistors are used to control the on-off of the two conductive layers of the touch screen. when YMON， XMON， nYPON and nXPON are in a "wait interrupt" state， the interrupt line appears to be pulled up. when the stylus touches the touch screen， AIN[7] becomes low， triggering the interrupt.

Key words：S3C2440 processor;touch screen;controller