触摸屏驱动毕业论文(编辑修改稿)

触摸屏驱动毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

院毕业设计 9 S3C44B0X 引脚图与嵌入式结构图 如图 11所示， S3C44BOX拥 有 71个多功能 IO口， 其 分为 7组；每组端口都可以满足不同的系统和设计需要，但在运行程序前必须先对每一个用到的引脚功能进行设置 ， 如果有些引脚的复用功能没有被使用到 ， 就可以将该引脚设置成 IO口 [5]。 图 11 S3C44B0X 微处理器引脚图 S3C44B0X 盐城师范学院毕业设计 10 S3C44B0X 微处理器的嵌入式结构图如图 12所示。 图 12 基于 S3C44B0X 嵌入式结构 2 触摸屏原理 触摸屏简介 触摸屏是一种附加在显示器表面的透明介质 ， 通过使用者的手指触摸该介质来实现对计算机的操作定位，最终实 现对计算机的查询和输入，从而大大简化了计算机的输入方式，真正实现零距离操作 [6]。 触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成 ， 触摸检测部件主要完成检测用户触摸位置并传送给触摸屏控制器的功能 ， 而触摸屏控制器则完成触摸信息的转换以及接收处理器的控制命令并执行的功能 [7]。 当用户触摸显示器上的内容时，实际上却是触摸到了触摸屏控制器。 它能将触摸点转换成触 摸 点坐标，再将触 摸点坐标传送给微处理器。 微处理器在接收到触摸信息后就能作出相应的画面更新动作。 显示器则用于显示用户数据和画面等。 触摸屏检测部件简称 为 触摸屏，按其工作 原理 我们可以把它们分为 :电容感应式、表面声波式、电阻式和红外线式等几种。 它们 的特性比较表见表 21 所示。 LCD 显示 基于 ARM 架构的 32 位微处理器Samsung S3C44B0X 1MB 线性 Flash(BIOS) SMBSDRM (系统内存 ) 16MB 非线性 Flash(硬盘 ) USB 接口 USBN9603 两个 RS232 串行通信接口 JTAG 调试端口 键盘输入 TCP/IP 协议 CAN BUS 盐城师范学院毕业设计 11 表 21 触摸屏特性比较表 类别特性 红外线式 触摸屏 电阻式 触摸屏 表面声波 触摸屏 电容式 触摸屏 清晰度 一般 较好 很好 较差 透光率 100% 75% 92% 85% 分辨率 40*32 4096*4096 4096*4096 1024*1024 响应速度 50— 300ms 10ms 10ms 15— 24ms 防刮擦 好 一般 非常好 一般 漂移 无 无 无 有 防尘 不能 挡住 透光部 不怕 不怕 不怕 寿命 红外管寿命 大于 3500万次 大于 5000万次 大于 2020万次 价格 低 中 高 中 由此可以看出电阻式触摸屏 比 较便宜的价格， 良好的 的定位精度和稳定性已经 能够满足普通的使用要求，所以本设计使用的触摸屏为电阻式。 电阻式触摸屏结构 如图 21所示，电阻式触摸屏的屏体是一块与显示器表面非常贴合的多层复合薄膜，它的基层是一层玻璃或有机玻璃，表面与内表面都涂了一层透明的导电层，上面再盖一层经过了硬化处理和光滑防刮的塑料层，为了绝缘，在两层导电层之间有许多细小 (小于千分之一英寸 )的透明隔离点把它们隔开 [8]。 图 21 电阻式触摸屏结构图 盐城师范学院毕业设计 12 如图 21所示，当你的手指或笔触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就会在触摸点的位置有一个接触，因为其中有一面导电层 (顶层 )接通了 X 轴方向的 5V均匀电压场，使得检测层 (底层 )的电压从零变为非零，当控制器侦测到这个接通后，就会进行 A/D 转换，并将得到的电压值与 5V作 对比即可得触摸点的X 轴从坐标 (原点在在靠近接地点的那端 )[9]： Xi=Lx*Vi/V（即分压原理） 同理得出 Y 轴的从坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原 理。 电阻式触摸屏相关技术 电阻式触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常 贴合 的多层的复合薄膜，它 的 基层 是 一层玻璃或有机玻璃，表面 上 涂有一层透明导电层，上面再盖一层塑料层 ，并将其进行 硬化与光滑防刮处理，同时它的内表面也涂有一层导电层 (ITO或镍金 )。 电阻式触摸屏两层的导电层必须 要保持它的完整性 ，在每个工作面的两条边线上都要涂一条银胶，一端加上 5V电压，一端加上 0V电压 ，这样就能形成均匀连续的平行电压分布在工作面的一个方向上。 在侦测到有触摸时，立刻对接触点的模拟量电压值进行 A/D 转换测量，根据 5V电压下的等比公式就可以计算出触摸点在这个方向上的位置。 透明的导电涂层材料 有 两种： 1) ITO，氧化 铟 ，是 一种 弱导电体，特性是当厚度降到 1800 个埃 (埃 =10 米 )以下时就会突然变得透明，透光率达到 80%，但再薄下去后 它的 透光率反而会 变低 ， 当 到 300 埃厚度时又会上升到 80%。 但遗憾的是 ITO 在这个厚度下 韧性非常差 ，很容易产生 断裂。 ITO 是一种所有电阻式触摸屏及电容式触摸屏都会用到的主要透明导电材料，实际上电阻式触摸屏及电容式触摸屏的工作面就是 ITO涂层。 2) 镍金涂层， 拥有 极好 的 延展性 ，因此 镍金涂层材料 被作为 五线电阻 式触摸屏的外导电层，外导电层由于会被频繁触摸，镍金材料 良 好 的 延展性的能够 有效 地延长 其 使用寿命，但是它的成本 比较贵 ， 因此 只适合作为 触摸屏的 透明导体，不适合作为触摸屏的工作面。 因为镍金涂层的导电性太好 了 ， 所以 不能 对 电阻进行精密的测量，而且金属 的 厚度 很难 做到非常均匀。 四线电阻式触摸屏的基层大多 使用的 是有机玻璃，它不仅透光率低、易风化和老化，因为有机玻璃的刚性差， 所以 在安装时存在 一定的 风险，而且安装时还 盐城师范学院毕业设计 13 不能捏边上的银胶，以免薄薄的 ITO 和相对厚实的银胶 之间 会产生脱 落破裂 ，拉或压触摸屏 时 不可以用力，以免会拉断 ITO 层。 这就是有些四线电阻触摸屏安装后显得不太平整的原因。 ITO 是一种无机物，有机玻璃是有机物，有机物和无机物无法良好地结合，只要时间一长就容易剥落。 如果能够生产出曲面的玻璃板，玻璃是一种无机物，就能和 ITO 结合的非常好成为导电玻璃，这样电阻触摸屏的寿命就能够得到大大的延长。 不管是四线还是五线电阻触摸屏，它们的工作环境都 与 外界完全隔离， 不管是 灰尘、水汽 还是 油污 都 不怕，你 能够使 用任何物体触摸它，它 能够 用来写字画画，比较适合办公室 与 工业控制领域的人的使用。 但电阻触摸屏 有一个 共同 的 缺点 ，那就 是不知道的人如果太用力 或使用锐器触摸可能会划伤整个触摸屏从而导致报废。 不过，在限度之内，划伤只会伤到外导电层，外导电层的划伤对于五线电阻 式 触摸屏来说 并不会产生 影响，但对四线电阻触摸屏来说却是致命的。 触摸屏工作原理 触摸屏系统组成 触摸屏系统的组成如图 22 所示，他由 S3C44B0X 微处理器作为整个系统的控制、数据处理中心。 利用 ADS7843 进行触摸屏信号转换和液晶屏背光对比度控制电路连接处理器， A/D 部分负责将模拟量转换为数字量供给处理器单元，由其进行判断、处理和显示 ， DI/DO 部分负责将各种信号报警量采集进 来，提供给处理器单元进行判断处理，并且输出控制信号去控制相应的设备动作 ， 扩展串口部分提供了两个扩展的 RS232/RS485 串行接口，可以使用此接口与现场的其他设备交换数据，也可利用现场总线接口进行通信，例如采用 Modbus、 Device协议通信 ， 显示部分为一个触摸液晶显示屏，除了提供显示功能以外，他还作为输入设备，可替代常规键盘 [10]。 盐城师范学院毕业设计 14 图 22 触摸屏系统的组成 触摸屏控制器工作原理 现今被使用的触摸屏控制器有多种，其主要功能 均是在微处理器的控制下对触摸屏的两个方向分时施加电压，并将相应的电压信号传送给自身的 A/D转换器，在微处理 SPI口提供的同步时钟作用下将数字信号读入微处理器。 本系统中选用 BB(BurrBrown)公司生产的触摸屏接口专用芯片 ADS7843。 ADS7843是一种串行接口芯片，其中内置了 l2位 A/D转换和低导通电阻模拟开关的。 供电电压为 — V，参考电压为 1 V—+Vcc，转换电压的输入范围为0—Vref，最高转换速率为 125 kHz。 在 125kHz 吞吐速率和 750μW， 而在关闭模式下的功耗仅为。 由于具有低功耗和高速等特性，所以被广泛应用 ， ADS7843之所以能实现对触摸屏的控制，是因为其内部结构实现了电极电压的切换，并能进行快速 A/D转换 [11]。 S A2 A1 A0 Mode ser/der PD1 PD0 图 23 ADS7843 控制字 ADS7843的控制字如图 23所示，其中 s为数据传输起始标志位，该位必须为1。 A2—A0为通道选择位。 MODE用来选择 A/D转换的精度：“ 1”选择 8 位，“ 0”选择 l2 位。 SER/DFR用于选择参考电压的输入模 式。 PD1和 PD0选择省电模式：“ 00”为省电模式允许，在两次 A/D转换之间掉电，且中断允许；“ 01”与“ 00”相同，只是不允许中断；“ 10”为保留；“ 11”禁止省电模式。 为了完。