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ADS7843具体外围电路设计，参见图11-6 ADS7843具体外围电路设计，参见图11具体外围电路设计 11
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Microwire数据帧结构 11.3.2 Microwire数据帧结构
微处理PXA255与ADS7843的数字接口通过 微处理PXA255与ADS7843的数字接口通过 PXA255 Microwire的数据帧进行通信 的数据帧进行通信。 Microwire的数据帧进行通信。芯片完成一次 A/D转换要24个时钟周期 转换要24个时钟周期， 个时钟周期从DIN A/D转换要24个时钟周期，前8个时钟周期从DIN 引脚输入8位命令控制字， 引脚输入8位命令控制字，然后等待一个时钟的 BUSY周期 此时BUSY引脚会变高) 最后用15 周期( BUSY引脚会变高 15个 BUSY周期(此时BUSY引脚会变高)，最后用15个 时钟周期从高位到低位从DOUT引脚逐位输出A/D 时钟周期从高位到低位从DOUT引脚逐位输出A/D DOUT引脚逐位输出 转换结果。具体时序如图11 所示。 11转换结果。具体时序如图11-7所示。
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以测量触摸点的Y坐标为例， 以测量触摸点的Y坐标为例，首先通过 命令控制字控制ADS7843内部的模拟开关， ADS7843内部的模拟开关 命令控制字控制ADS7843内部的模拟开关， Y+、 引脚置为参考电压，X+引脚置为芯 将Y+、Y-引脚置为参考电压，X+引脚置为芯 片内部A/D模拟输入。 A/D模拟输入 片内部A/D模拟输入。此时测量到的电压和 参考电压的比例反映了Y轴坐标的大小。 参考电压的比例反映了Y轴坐标的大小。图 11- 所示的就是测量触摸点的Y 11-4所示的就是测量触摸点的Y坐标的等效 电路。 电路。 同理，若要测量触点X轴坐标值，只要 同理，若要测量触点X轴坐标值， X+、 引脚置为与参考电压，Y+引脚置为 将X+、X-引脚置为与参考电压，Y+引脚置为 芯片内部A/D的模拟输入即可。 A/D的模拟输入即可 芯片内部A/D的模拟输入即可。
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触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面( 触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面(通 常分别称为X工作面和Y工作面)，在每个工作面的两端各 常分别称为X工作面和Y工作面) 涂有一条银胶，称为该工作面的一对电极。 涂有一条银胶，称为该工作面的一对电极。若对一个工 作面的电极对施加电压，则该在工作面上会产生均匀、 作面的电极对施加电压，则该在工作面上会产生均匀、 连续的平行电压分布。 连续的平行电压分布。 四线式触摸屏的X工作面和Y工作面共有4根引出线， 四线式触摸屏的X工作面和Y工作面共有4根引出线， 分别连到触摸屏的X电极对和Y电极对上。结合图11 11分别连到触摸屏的X电极对和Y电极对上。结合图11-1， 当在X方向的电极对施加一个确定的电压， 当在X方向的电极对施加一个确定的电压，而Y方向电极 对不加电压时，在X平行电压场中，触点处的电压值可以 对不加电压时， 平行电压场中， Y+(或 电极上反映出来，通过测量Y+ Y+电极对地的电 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 压大小，便可得知触点的X坐标值。同理，当在Y电极对 加电压， 电极对不加电压时，通过测量X 电极的电压， 加电压，而X电极对不加电压时，通过测量X+电极的电压， 便可得知触点的Y坐标。 便可得知触点的Y坐标。
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11.3 处理器与ADS7843的接口设计 11.3.1 电路接口设计
PXA255处理器与ADS7843的接口电路涉及PXA255 PXA255处理器与ADS7843的接口电路涉及PXA255 处理器与ADS7843的接口电路涉及 GPIO口以及地址总线和数据总线 口以及地址总线和数据总线， 的GPIO口以及地址总线和数据总线，它的电路设计如 11- 所示。 图11-5所示。
第十一章 触摸屏电路设计与驱动开发
本章要点
● 触摸屏的工作原理 ● ADS7843触摸屏控制芯片的工作原理 ADS7843触摸屏控制芯片的工作原理 ● 基于Linux输入设备子系统框架的驱动设计 基于Linux输入设备子系统框架的驱动设计 ● 触摸屏硬件的软件操控原理 ● Linux内核线程的作用 Linux内核线程的作用
《嵌入式系统》课件 种简单、方便的输入设备， 触摸屏是一种简单、方便的输入设备，它的应用 随着信息社会的发展越来越普遍。为了操作方便， 随着信息社会的发展越来越普遍。为了操作方便，人 们用触摸屏代替鼠标或键盘， 们用触摸屏代替鼠标或键盘，根据触笔点击的位置来 定位选择信息输入。目前在高档PDA PDA上 定位选择信息输入。目前在高档PDA上，绝大部分都 使用触摸屏作为输入设备。 使用触摸屏作为输入设备。触摸屏附着在显示器的表 检测用户点击的位置。 面，检测用户点击的位置。触摸屏在用户输入时产生 一个反映用户点击位置的信号。 一个反映用户点击位置的信号。这个信号通常是模拟 信号， 信号，它需要通过触摸屏控制器将模拟信号转换为数 字信号(也就是用户点击的坐标) 字信号(也就是用户点击的坐标)，再送给处理器进行 处理。 11- 所示的是触摸屏、 处理。图11-1所示的是触摸屏、触摸屏控制器与处理 器连接的示意图。本章采用BB公司生产的ADS7843 BB公司生产的ADS7843触 器连接的示意图。本章采用BB公司生产的ADS7843触 摸屏控制器进行硬件电路设计， 摸屏控制器进行硬件电路设计，将触摸屏与处理器连 接起来。 接起来。
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11.2 ADS7843触摸屏控制器简介
如前所述，触摸屏产生的是模拟信号， 如前所述，触摸屏产生的是模拟信号，将这个模 拟信号转换为计算机能处理的数字信号需要通过触摸 屏控制器完成。 屏控制器完成。 本章所用的触摸屏控制器ADS7843是BB公司生产 本章所用的触摸屏控制器ADS7843是BB公司生产 ADS7843 一款专用的触摸屏控制芯片，它采用16 16引脚小型薄型 一款专用的触摸屏控制芯片，它采用16引脚小型薄型 封装。该芯片有一个12位的A/D转换器， 12位的A/D转换器 封装。该芯片有一个12位的A/D转换器，它作为触摸 屏与CPU之间通信的桥梁， CPU之间通信的桥梁 屏与CPU之间通信的桥梁，能将触摸屏上触点的模拟 电压转换成数字信号， 电压转换成数字信号，从而准确判断出触点的坐标位 ADS7843的供电电压Vcc为2.7～5V，参考电压V 的供电电压Vcc 置。ADS7843的供电电压Vcc为2.7～5V，参考电压VREF， 1V～+Vcc，转换电压的输入范围为0 为1V～+Vcc，转换电压的输入范围为0～ VREF。它支 持单端和差分两种测量方式， 持单端和差分两种测量方式，最高转换速率可达到 125kHz。 125kHz。
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Microwire数据传输可以分两个阶段： Microwire数据传输可以分两个阶段： 数据传输可以分两个阶段 处理器向ADS7843发送命令控制字。 ADS7843发送命令控制字 ①处理器向ADS7843发送命令控制字。该阶段将决 ADS7843的工作方式和状态 该命令控制字一共8 的工作方式和状态。 定ADS7843的工作方式和状态。该命令控制字一共8位， 每一位都有特定的作用和含义，它们分别决定ADC ADC输入 每一位都有特定的作用和含义，它们分别决定ADC输入 通道、A/D转换精度 参考电压输人模式、省电模式、 转换精度、 通道、A/D转换精度、参考电压输人模式、省电模式、 中断允许等，具体含义如P262表11-2所列。 中断允许等，具体含义如P262表11- 所列。 P262 处理器接收从ADS7843发送过来的A/D转换结果。 ADS7843发送过来的A/D转换结果 ②处理器接收从ADS7843发送过来的A/D转换结果。 该结果是个12位数据，它反映了触摸屏X方向或Y 12位数据 该结果是个12位数据，它反映了触摸屏X方向或Y方向 的逻辑坐标值。 的逻辑坐标值。这两个逻辑坐标经过处理后可转成屏 幕坐标。 幕坐标。 触笔坐标的读取要经过2次A/D转换。微处理器前 触笔坐标的读取要经过2 A/D转换。 转换 后要通过发送不同命令字, 后要通过发送不同命令字,分别选通触摸屏控制器片内 A/D转换器(ADC)模块的 输入通道和Y输入通道， 转换器(ADC)模块的X A/D转换器(ADC)模块的X输入通道和Y输入通道，分别 读取触笔的X坐标值和Y坐标值。 读取触笔的X坐标值和Y坐标值。
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本书所使用的工 作方式是差分方式。 作方式是差分方式。 这主要是因为采用单 端方式时，Vcc的波动 端方式时，Vcc的波动 会引起参考电压的波 动，这将引起测量的 误差。 误差。而在差分方式 即使Vcc发生波动， Vcc发生波动 下，即使Vcc发生波动， 测量点电压(X+电压) (X+电压 测量点电压(X+电压) 和参考电压(Y+ (Y+、 和参考电压(Y+、Y-引 脚之间的电压) 脚之间的电压)的比例 也依然保持不变， 也依然保持不变，测 量结果不会发生波动， 量结果不会发生波动， 这样可以大大提高测 量的精度。 量的精度。
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触摸屏按其技术原理可分为矢量压力传感式、电阻式、 触摸屏按其技术原理可分为矢量压力传感式、电阻式、 电容式、红外线式和表面声波式类， 电容式、红外线式和表面声波式类，其中电阻式触摸屏在 嵌入式系统中使用较多。 嵌入式系统中使用较多。 如图11- 所示， 如图11-2所示，电阻式 11 触摸屏由4 触摸屏由4层透明的复合薄膜 组成。 组成。最上面一层是外表面 经过硬化处理、 经过硬化处理、光滑防刮的 塑料层； 塑料层；最下面一层是玻璃 或有机玻璃构成的基层； 或有机玻璃构成的基层；在 基层之上和塑料层内表面中 间是两层金属导电层， 间是两层金属导电层，两导 电层之间有许多细小的透明 隔离点把这两层隔开。 隔离点把这两层隔开。当手 指触摸屏幕时， 指触摸屏幕时，两导电层在 触摸点处接触。 触摸点处接触。