触摸屏工作时 上下导体层相当于电阻网 络 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 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
2.期刊论文 胡冰.吴升艳.岳春生 ADS7843触摸屏接口 -国外电子元器件2002,""(7)
Ｆｉｅｌｄ Ｄｅｓｉｇｎ
设计天地
栏目编辑 韩汝水
单片机扩展触摸屏人机接口的 应用实例
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｔｏｕｃｈ Ｐａｄ ｉｎ ＭＣＵ Ｓｙｓｔｅｍ
杭州电子科技大学 王爱华
摘要 关键词
本文介绍了四线电阻式触摸屏控制器 ＢＢＡＤＳ７８４３ 与 ＡＶＲ 单片机 Ａｔｍｅｇａ１２８ 的硬件连接和驱动程序设计 触摸屏 ＡＤＳ７８４３
触摸屏控制器驱动程序
驱动程序的编写与硬件的设计是直接相关 驱动程序是以上面所设计的硬件为基础的
根据 ＡＤＳ７８４３ 的 Ｄａｔａｓｈｅｅｔ ＡＤＳ７８４３ 的控
制字及数据传输格式 表 １ ＡＤＳ７８４３ 的控制字及数据传输格式 如表 １ 其中 Ｓ 为数据 传输起始标志位 该 位必为 １ Ａ２￣Ａ０ 进 行通道选择 Ｍ Ｏ Ｄ Ｅ 用来选择 Ａ／Ｄ 转换的 精度 １ 选择 ８ 位 ０ 选择 １２ 位 ＳＥＲ／ 选择参考电压的输入 模式 ＰＤ１ ＰＤ０ 选择 图 ４ ＡＤＳ７８４３ 和触摸屏连接图 省电模式 ００ 省电模式允许 在两次 Ａ／Ｄ 转 换之间掉电 且中断允许 ０１ 同 ００ 只是 不允许中断 １０ 保留 １１ 禁止省电模式
单片机最小系统设计如图２所示 低电压版 本的 Ａｔｍｅｇａ １２８ 支持 ３．３Ｖ ５Ｖ 两种供电电压 本系统采用 ５Ｖ 供电 便于供电电压统一 晶振 采用常规直插晶振７．３７３８００Ｍ 选用标准晶振的 目的主要是为了提高 ＵＳＡＲＴ 通讯波特率的准确 性 使单片机能够使用于比较高的通讯波特率 复位电路采用常规的 ＲＣ 复位 没有使用特殊的 复位器件 Ａｔｍｅｇａ １２８已经内置了看门狗 并且 可以通过编程使看门狗在程序启动前启动 即 上电后程序启动前 看门狗已经启动 这样系统 的可靠性可以得到保证 看门狗最高分频系数
ａｄ＿ｔｅｍ｜＝ＳＰＤＲ； ａｄ＿ｔｅｍ＝ａｄ＿ｔｅｍ＞＞４； ｒｅｔｕｒｎ（ａｄ＿ｔｅｍ）； ／／返回的参数
｝ 不同的用户还需根据自己设计的系统，做一 个简单的四点校正程序 这样可以获得一个精 确度较高的触摸屏坐标体系
结语
本系统已经在国家重点建设项目扬州二电 厂工程 ２ ６００ＭＷ 发电机组的自动化设备中得 到应用 共使用了 ６４ 套 运行一年以来使用情 况良好
１．４Ｖ ＳＮＲ 为 ７０ｄＢ 噪底约为 ３１．７ｎＶ／ Ｐ－Ｐ
下面一条曲线对应于 ２Ｖ 输入 ＳＮＲ 为 ７０ｄＢ Ｐ－Ｐ
的 ＡＤＣ 该 ＡＤＣ 的噪底约为 ４５．２ｎＶ／
该
图清楚地表示了接收
机噪声系数对这两种
不同 ＡＤＣ 的影响 同
时还显示了
Ｍ Ａ Ｘ ２ ０ ３ ７ 高达
２９．５ｄＢ 的最大增益对
图２ 单片机最小系统图
２００７ 年 ５ 月 ２９ 日 收到修改稿
图１ 触摸屏
触摸屏
如图１ 典型触摸屏的工作部分一般由三部 分组成 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
所以我们选择控制字 ０ｘ９４－－－－－Ｘ＋输入得到Ｙ ＡＤ值 ０ｘｅ４－－－－Ｙ＋ 输入得到 Ｘ ＡＤ 值 ＳＰＩ初始化程序 ｖｏｉｄｓ ｐｉ＿ｉｎｉｔ（ｖｏｉｄ） ｛ ＳＰＣＲ ＝ ０ｘ５３； ／／ｓｅｔｕｐ ＳＰＩ ＳＰＳＲ ＝ ０ｘ００； ／／ｓｅｔｕｐ ＳＰＩ ｝ ＳＰＩ主机传输函数 ｖｏｉｄ ＳＰＩ＿ＭａｓｔｅｒＴｒａｎｓｍｉｔ（ｃｈａｒ ｃＤａｔａ） ｛ ＳＰＤＲ ＝ ｃＤａｔａ； ／＊ 启动数据传输 ＊／ ｗｈｉｌｅ（！（ＳＰＳＲ ＆ （１＜＜ＳＰＩＦ）））； ／＊等待传输
ＭＡＸ１４３７ 的噪底为 ３１．７ｎＶ／
当 ＴＧＣ 增益
最大时 ＡＤＣ 之前的系统（包括抗混叠滤波
器）增益为 ４２．５ｄＢ 此时 ＡＤＣ 相对于接收器
输入的噪声只有０．２３７ｎＶ／ 在总共２．３ｄＢ的
接收机噪声系数中 ＡＤＣ 仅占 ０．１８ｄＢ
Ｖ Ｇ Ａ 的最大增益较低或 Ａ Ｄ Ｃ 的噪底较高
时会出现什么情况 图 ４ 给出了 ＶＧＡ 增益对图
为了完成一次电极电压切换和 Ａ／Ｄ 转换 需要先通过串口往 ＡＤＳ７８４３ 发送控制字 转换 完成后再通过串口读出电压转换值 标准的一 次转换需要 ２４ 个时钟周期 由于串口支持双向 同时进行传送 并且在一次读数与下一次发控 制字之间可以重叠 所以转换速率可以提高到 每次 １６ 个时钟周期 如果条件允许 ＣＰＵ 可以 产生 １５ 个 ＣＬＫ 的话（比如 ＦＰＧＡ 和 ＡＳＩＣ） 转换 速率还可以提高到每次 １５ 个时钟周期
在研发具有操作系统的设备时,高质量的设备驱动程序可以大大提高设备的稳定性与可靠性.本文以触摸屏控制器ADS7843为例,介绍了其内部结构、工作原理,并详细阐述了在L inux操作系统的设备文件系统机制中编写设备驱动程序的过程与方法,同时给出基于PXA255微外理器的触摸屏控制器ADS7843中断方式的驱动程序.
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 四线制电阻触摸屏也
图３ 单片机和触摸屏控制器连接图
是目前最常用的触摸屏产品 本系统中选用 ＡＭＴ９５０２
触摸屏控制器硬件设计
Ａｔｍｅｇａ１２８ 单片机是Ａｔｍｅｌ公司的８位ＲＩＳＣ 单片机 片内有 １ ２ ８ Ｋ ｆ ｌ ａ ｓ ｈ ４ Ｋ Ｒ Ａ Ｍ ４ Ｋ ＥＥＰＲＯＭ 两个可编程的 ＵＳＡＲＴ １ 个可工作在 主机／从机的ＳＰＩ串行接口 此外还有丰富的Ｉ／Ｏ 接口 ８ 通道 １０ 位分辨率 ＡＤＣ 转换器等硬件资 源
参考文献 １． 金春林等编著 ＡＶＲ 单片机 Ｃ 语言编程实例 清华大学出版社 ２． ＢＢＡＤＳ７８４３ Ｄａｔａｓｈｅｅｔ ｗｗｗ．ｔｉ．ｃｏｍ
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图４ 图３所示超声接 收机的噪声系数与 ＶＧＡ 增益的关系曲线
Ｌ Ｎ Ａ Ｖ Ｇ Ａ 和 Ａ Ｄ Ｃ 噪声指标下 本例中整个
接收机系统的噪声系数大约为 ２ ． ３ ｄ Ｂ
接收机噪声系数的改善 Ｖ Ｇ Ａ 的最大增益较低时 会使 Ｔ Ｇ Ｃ 增益
最大时的接收机总体噪声系数增大 同时还会 降低小信号多普勒检测灵敏度 合理选择低噪 底的 ＡＤＣ 例如 ＭＡＸ１４３７ 以及最大增益较 高的 ＶＧＡ 如 ＭＡＸ２０３７ 可明显改善噪声系 数
结语
关注 ＶＧＡ 输出参考噪声 最大 ＶＧＡ 增益 抗混叠滤波器衰减以及 Ａ Ｄ Ｃ 噪声对接收机动 态范围和噪声系数的影响十分必要 有助于优 化超声接收机的灵敏度 利用 ＭＡＸ２０３７ ＶＧＡ 优化并合理平衡输出参考噪声和最大增益 使 其满足 １２ 位 ＡＤＣ （例如 ＭＡＸ１４３７）的性能要求 从而得到最佳的超声接收机指标
３ 所示典型超声接收机的小信号噪声系数的影
响 假设接收机系统采用增益为１９ｄＢ的低噪声
超声 ＬＮＡ 和衰减为 ６ｄＢ 的抗混叠滤波器 我们
分别绘出了采用两种不同噪底的 Ａ Ｄ Ｃ 时所对
应的噪声系数曲线图 图中上面一条曲线对应
于 Ｍ Ａ Ｘ １ ４ ３ ７ Ｍ Ａ Ｘ １ ４ ７ ３ 的最大输入电压为
参考文献(2条) 1.金春林 AVR单片机C语言编程实例 2.BBADS7843 Datasheet
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1.期刊论文 李外云.胡文静.刘锦高.LI Wai-yun.HU Wen-jing.LIU Jin-gao 基于PXA255的触摸屏控制器ADS7843驱动程序设计 -电子器
件2005,28(1)
ＡＤＳ７８４３是ＴＩ公司的触摸屏控制器芯片 专 门应用于四线电阻式触摸屏 最高达到 １２５Ｋ 的 转换率 ８ 位或者 １２ 位可编程精度 外部参考电 压范围从 １Ｖ 到 ＶＣＣ 均可 ＶＣＣ 最高电压为 ５Ｖ 高速低功耗使得 ＡＤＳ７８４３ 非常适合于使用电阻 触摸屏的手持设备 宽温度设计使得它很适用 于大量的工业现场
９ ８ 电子产品世界 2007.7
栏目编辑 韩汝水
Ｄｅｓｉｇｎ
Ｆｉｅｌｄ
设计
天
地
是２０４８Ｋ 最小分频系统是１６Ｋ 系统中ＰＢ０（ＳＳ） 已经直接接到＋５Ｖ 这样硬件配置了单片机为主 机 下面所有外挂的均为从机 本系统外挂只有 一个就是 ＡＤＳ７８４３ 单片机和触摸屏控制器连 接如图３所示 ＰＢ１（ＣＬＫ） 为ＳＰＩ时钟 ＰＢ２（ＭＯＳＩ） 为ＳＰＩ主机输出从机输入 ＰＢ３（ＭＩＳＯ）ＳＰＩ主机输 入从机输出 这三根线为 ＳＰＩ 总线
１ ０ ０ 电子产品世界
单片机扩展触摸屏人机接口的应用实例
作者： 作者单位： 刊名：
英文刊名： 年，卷(期)： 引用次数：
王爱华 杭州电子科技大学
电子产品世界 ELECTRONIC ENGINEERINGቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ& PRODUCT WORLD 2007，""(7) 0次
ＡＤＳ７８４３ 连接触摸屏的示意图如图 ４ 所示 触摸屏是一个四线电阻屏幕 可以示意出 两个电阻 测量 Ｘ 方向的时候 将 Ｘ＋，Ｘ－ 之间加 上参考电压 Ｖｒｅｆ Ｙ－ 断开 Ｙ＋ 作为 Ａ／Ｄ 输入 进行 Ａ／Ｄ 转换获得 Ｘ 方向的电压 同理测量 Ｙ 方 向的时候 将Ｙ＋ Ｙ－之间加上参考电压Ｖｒｅｆ Ｘ－ 断开 Ｘ＋ 作为 Ａ／Ｄ 输入 进行 Ａ／Ｄ 转换获得 Ｙ 方向的电压 之后再完成电压与坐标的换算 整 个过程类似一个电位器 触摸不同的位置分得 不同的电压 以上所需要的加参考电压断开 Ａ／Ｄ 转换等 工作都是 ＡＤＳ７８４３ 直接完成的 只需要将相应 的命令传输到 ＡＤＳ７８４３ 即可 等待转换周期完 成 检测到 ＢＵＳＹ 信号不再忙 即可以获得相应 电压的数据 此外 ＰＥＮＩＲＱ 一般需要一个上拉电阻 因为 ＡＤＳ７８４３ 是一个 ＯＣ 门输出结构 本系统中直接 使用 Ａｔｍｅｇａ １２８ 内部的上拉电阻 单片机中断 系统中将 ＩＮＴ０ 分配给触摸屏控制器 并且设定 成低电平触发 这样可以检测按键时间 可以用 按键长短处理不同的功能