王灵芝课件第七次课adc

1、A/D转换与触摸屏漳州师范学院物理系王灵芝Q1 ：A/D与触摸屏接口的不同？Q2: A/D查询与中断Q3：如何判断触摸屏是否按下？主要内容1、概述2、结构与工作原理3、寄存器4、应用举例A/D转换与触摸屏一、S3C2410X的A/D 转换器概述S3C2410X中集成了一个通道10 位A/D 转换器，A/D 转换器自身具有采样保持功能。并且S3C2410X的A/D 转换器支持触摸屏接口。A/D转换器的主要特性：分辨率：10位；精度：1LSB 线性度误差： 1.5-2.0LSB；最大转换速率：500KSPS；输入电压范围：03.3v；系统具有采样保持功能；常规转换和低能源消耗功能；独立/自动的X/

2、Y 坐标转换模式。A/D转换与触摸屏二、A/D转换器结构与工作原理下图为S3C2410 A/D 转换器和触摸屏接口的功能块图。1、结构主要由6部分构成：信号输入通道8转1切换开关A/D转换器控制逻辑中断信号发生器触摸屏接口A/D转换器结构与工作原理3、工作原理（1）A/D 转换时间计算和分辨率当PCLK 频率为50MHz，预分频值是49，10 位数字量的转换时间如下：A/D 转换频率=50MHz /（49+1）=1MHz转换时间=1/（1MHz/5 个周期）=1/200KHz=5usA/D 转换器最大可以工作在2.5MHz 时钟下，所以转换速率可以达到500KSPS。5个时钟周期才可以完成一次

3、转换（2）触摸屏的结构及工作原理触摸屏按其工作原理的不同分为：表面声波屏，电容屏，电阻屏和红外屏。电阻技术触摸屏（2）触摸屏的结构及工作原理（2）触摸屏的结构及工作原理原理：这是一种多层复合薄膜，它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属（ITO 氧化铟，透明的导电电阻）导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层(电阻层) 、内表面也涂有一层ITO 涂层 、在他们之间有许多细小的（小于1/1000 英寸）的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。 当某一点被按压时，在按压点电阻层与导电层接触，如果在电阻层的一边接电源，另一边接地，便可测量出按压点的电压，从而可算出其坐标。在

4、电阻层的一边接电源在电阻层的一边接地V接ADC四线触摸屏四线触摸屏包含两个阻性层。其中一层在屏幕的左右边缘各有一条垂直总线，另一层在屏幕的底部和顶部各有一条水平总线，如图一。为了在X 轴方向进行测量，将左侧总线偏置为0V，右侧总线偏置为VREF。将顶部或底部总线连接到ADC，当顶层和底层相接触时即可作一次测量。做X轴测量做Y轴测量为了在Y 轴方向进行测量，将顶部总线偏置为VREF，底部总线偏置为0V。将ADC 输入端接左侧总线或右侧总线，当顶层与底层相接触时即可对电压进行测量。下图显示了四线触摸屏在两层相接触时的简化模型。对于四线触摸屏，最理想的连接方法是将偏置为VREF 的总线接ADC 的正

5、参考输入端，并将设置为0V 的总线接ADC 的负参考输入端。测量X坐标：从XP输出电压给X+端，从XM输出地电位给X-端；从YP脚输入按压点电压。控制信号：nYPON=1；nYMON=0nXPON=0；nXMON=1测X输入按压点电压,送A/D转换XP输出电压给X+XM输出地电位给X-端测量Y坐标：从YP输出电压给Y+端，从YM输出地电位给Y-端；从XP脚输入按压点电压。控制信号：nYPON=0；nYMON=1nXPON=1；nXMON=0测Y输入按压点电压,送A/D转换YP输出电压给Y+YM输出地电位给Y-端三、ADC和触摸屏专用寄存器有5个专用寄存器Register Address R/W

6、 Description Reset Value ADCCON0 x58000000 R/W ADC控制寄存器 0 x3FC4 ADCTSC 0 x58000004 R/W 触摸屏控制寄存器0 x058 ADCDLY0 x58000008 R/W ADC起始延迟寄存器0 x00FF ADCDAT00 x5800000CRADC转换数据0寄存器-ADCDAT10 x58000010 RADC转换数据1寄存器- 3、S3C24120X A/D转换器的工作模式有5种：普通转换模式、分离的X/Y坐标转换模式、连续的X/Y坐标转换模式、等待中断模式、静态模式。第2-4种是用于触摸屏。（1）普通转换模式用

7、于一般A/D转换，不是用于触摸屏。转换结束后，其数据在ADCDAT0中的XPDATA域。（2）分离的X/Y坐标转换模式分两步进行X/Y坐标转换，其转换结果分别存于ADCDAT0中的XPDATA域中和ADCDAT1中的YPDATA域中，并且均会产生INT_ADC中断请求。（3）自动（连续）的X/Y坐标转换模式 X坐标转换结束启动Y坐标转换，其转换结果分别存于ADCDAT0中的XPDATA域中和ADCDAT1中的YPDATA域中，然后产生INT_ADC中断请求。（4）等待中断转换模式 在该模式下，转换器等待使用者按压触摸屏，一旦触摸屏被按压，则产生INT_TC触摸屏中断请求。 中断后，在中断处理程

8、序中再将转换器设置为分离的X/Y坐标转换模式、或者连续的X/Y坐标转换模式进行处理。触摸屏接口信号： XP=上拉 XM=高阻 YP=AIN5 YM=接地（5）静态模式当ADCCON中的STDBM设为1时，转换器进入静态模式，停止A/D转换。其数据域的数据保持不变。三、ADC和触摸屏专用寄存器有5个专用寄存器Register Address R/W Description Reset Value ADCCON0 x58000000 R/W ADC控制寄存器 0 x3FC4 ADCTSC 0 x58000004 R/W 触摸屏控制寄存器0 x058 ADCDLY0 x58000008 R/W AD

9、C起始延迟寄存器0 x00FF ADCDAT00 x5800000CRADC转换数据0寄存器-ADCDAT10 x58000010 RADC转换数据1寄存器- ECFLG-转换结束标志（只读）0：转换操作中；1：转换结束PRSCEN-转换器预分频器使能0：停止预分频器；1：使能预分频器PRSCVL-转换器预分频器数值数值N范围：1-255注意：（1）实际除数值为N+1 （2）对N数值的要求：转换速率应该PCLK/5 ADCCON-ADC控制寄存器151413 6ECFLGPRSCENPRSCVL543210SEL_MUXSTDBMREAD_STARTENABLE_STARTSEL_MUX -模

10、拟输入通道选择000：AIN0；001：AIN1010：AIN2011：AIN3 111：AIN7STDBM-备用模式设置0：正常工作模式； 1：备用模式，不做A/D转换READ_START-通过读取启动转换0：停止通过读取启动转换；1：使能通过读取启动转换ENABLE_START-通过设置该位启动转换0：无效；1：启动A/D转换（启动后被清0）注意：如果READ_START为1，则该位无效543210SEL_MUXSTDBMREAD_STARTENABLE_STARTYM_SEN-选择YMON的输出值0：输出0（YM=高阻）；1： 输出1（YM=GND）YP_SEN-选择nYPON的输出值0

11、：输出0（YP=外部电压）；1：输出1（YP连接AIN5）XM_SEN-选择XMON的输出值0：输出0（ XM=高阻）；1： 输出1（XM=GND）XP_SEN-选择nXP的输出值0：输出0（XP=外部电压）；1：输出1（XP连接AIN7） ADCTSC-ADC触摸屏控制寄存器876543210保留0YM_SENYP_SENXM_SENXP_SENPULL_UPAUTO_PSTXY_PSTPULL-上拉切换使能0：XP上拉使能；1： XP上拉禁止AUTO_PST-自动连续转换X轴和Y轴坐标模式选择0：普通A/D转换；1：连续X/Y轴转换模式XY_PST-手动测量X轴和Y轴坐标模式选择00：无操

12、作模式；01：对X坐标测量；10：对Y坐标测量；11：等待中断模式 ADCTSC-ADC触摸屏控制寄存器876543210保留0YM_SENYP_SENXM_SENXP_SENPULL_UPAUTO_PSTXY_PST31 1615141312111098876543210保留为0起始延迟数值-分两种情况第一情况：对普通转换模式、分离的X/Y轴坐标转换模式、连续的X/Y轴坐标转换模式，为转换延时数值。第二种情况：对中断转换模式，为按压触摸屏后到产生中断请求的延迟时间数值，其时间单位为ms。3、ADCDLY-ADC起始延迟寄存器UPDOWN-等待中断模式的按压状态0：触笔点击；1：触笔提起AUT

13、O_PST-自动X/Y轴转换模式指示0：普通转换模式；1：X/Y轴坐标连续转换XY_PST-手动X/Y轴转换模式指示00：无操作；01：为X轴坐标转换10：为Y轴坐标转换11：为等待中断转换XPDATA9：0：为X轴坐标转换数值、或普通ADC转换数值具体意义由其它位指示。其值为：0-0 x3FF4、ADCDAT0-ADC转换数据0寄存器1514131211109 0UPDOWNAUTO_PSTXY_PST保留（0）XPDATA或普通ADC值UPDOWN-等待中断模式的按压状态0：触笔点击；1：触笔提起AUTO_PST-自动X/Y轴转换模式指示0：普通转换模式；1：X/Y轴坐标连续转换XY_PS

14、T-手动X/Y轴转换模式指示00：无操作； 01：为X轴坐标转换10：为Y轴坐标转换11：为等待中断转换YPDATA9：0：为10位Y轴坐标转换结果其值为：0-0 x3FF5、ADCDAT1-ADC转换数据1寄存器1514131211109 0UPDOWNAUTO_PSTXY_PST保留（0）YPDATA实例一实验内容主要实现对模拟通道0 的转换，通过调节接在通道0 上的可调电阻来改变模拟量的输入，算出相应的电压通过串口将获得的数据回显到串口。设置A/D 采样的时钟频率假定CPU 主时钟的频率为50MHZ，并且将A/D 采样预分频值设为49，下面代码实现该功能：rADCCON = (114)|

15、(496)|(ch3);使能预分频，设置预分频值49启动采样步骤:1） 允许ADC 的时钟输出;rCLKCON = rCLKCON | (115)；使能 A/D模块时钟为PCLK时钟2） 将ADCCON 寄存器的BIT0 置1 可以启动转换，当启动转换后，该位会被自动清除。 同时启动转换时还需要指定转换通道。3） 下面代码启动通道0 的采样转换： rADCCON=0 x1|(0 x03);543210SEL_MUXSTDBMREAD_STARTENABLE_START获取转换结果:ECFLG-转换结束标志（只读）0：转换操作中；1：转换结束获取转换结果:当A/D 转换结束后，可以读取ADCDA

16、T 寄存器的内容下面代码等待通道0 的A/D 转换，完毕后读取数据，实现的代码如下：while(!(rADCCON & 0 x8000); /等待，直到A/D 转换结束data= (int)rADCDAT0 & 0 x3ff; /获得转换后的数据151413 6ECFLGPRSCENPRSCVL1514131211109 0UPDOWNAUTO_PSTXY_PST保留（0）XPDATA或普通ADC值int Read_Adc(unsigned char ch) -A/D 读取通道函数参数说明：ch : 决定那个通道被选择主要功能：指定某一通道（ch）进行转换，并读出转换值该函数的代码如下：int

17、 ReadAdc (int ch)int i; static int prevCh=1; rADCCON = (114)|(preScaler6)|(ch3); /setup channel if (prevCh!=ch)rADCCON = (114)|(preScaler6)|(ch3); /setup channel for (i=0;iLOOP;i+); /delay to set up the next channelprevCh=ch;rADCCON|=0 x1; /start ADCwhile (rADCCON & 0 x1); /check if Enable_start is

18、lowwhile (!(rADCCON & 0 x8000); /check if EC(End of Conversion) flag is highreturn ( (int)rADCDAT0 & 0 x3ff );例题：编写程序，对3通道的模拟量连续做10次转换，用查询方式读取转换结果，其数据存于数组中。#define rADCCON (*(volatile unsigned *)0 x58000000)#define rADCDAT0 (*(volatile unsigned *)0 x5800000c)#define pref 49#define ch 3void adc(void)

19、 int adc_data10, i，; rADCCON=(114)|(pref6)|(ch3)|1/允许预分频for(i=0;i10;i+)while(rADCCON&0 x8000=0); /查询转换结束否adc_datai=rADCDAT0&0 x3ff; /读取转换结果 rADCCON|=1; /再次启动转换实例实验目的 了解触摸屏基本概念与原理 掌握S3C2410 的触摸屏控制器的控制实验内容当点击触摸屏时,产生中断,读取X/Y轴电压，自动转换。连续五次取平均值。编程实现触摸屏坐标到LCD 坐标的校准编程实现触摸屏坐标采集以及LCD 坐标的计算触摸屏接口电路图S3C2410 接4 线

20、电阻式触摸屏的电路原理如下图所示。整个触摸屏由模向电阻比和纵向电阻线组成，由nYPON、YMON、nXPON、XMON 四个控制信号控制4 个MOS 管的通断。S3C2410 有8 个模拟输入通道。其中，通道7（AIN7）作为触摸屏接口的X 坐标输入，通道5（AIN5）作为触摸屏接口的Y 坐标输入。在接入S3C2410 触摸屏接口前，它们都通过一个阻容式低通滤器滤除坐标信号噪声。这里的滤波十分重要，如果传递给S3C2410 模拟输入接口的信号中干扰过大，不利于后续的软件处理。在采样过程中，软件只用给特殊寄存器置位，S3C2410的触摸屏控制器就会自动控制触摸屏接口打开或关闭各MOS 管，按顺序

21、完成X 坐标点采集和Y坐标点采集。触摸屏的初始化函数void Touch_Screen_Init(void)功能说明：主要用来初始化S3C2410 的触摸屏控制器主要代码如下void Touch_Screen_Init(void)rADCDLY = (30000); / ADC Start or Interval DelayrADCCON = (114)|(396)|(03)|(02)|(01)|(0); / Enable Prescaler,Prescaler,AIN5/7 fix,Normal,Disable read start,No operation rADCTSC = (08)|(

22、17)|(16)|(05)|(14)|(03)|(02)|(3);/tark / Down,YM:GND,YP:AIN5,XM:Hi-z,XP:AIN7,XP pullup En,Normal,Waiting for interrupt moderSUBSRCPND |= BIT_SUB_TC;rSUBINTMASK& =(BIT_SUB_TC);pISR_ADC = (unsigned)Touch_Screen;rINTMSK &= (BIT_ADC);rINTSUBMSK &= (BIT_SUB_TC);触摸屏中断处理函数void _irq Touch_Screen(void)功能说明：设置触摸屏按下的标志信息,连续读取五次的转换值主要代码如下：void _irq Touch_Screen(void) int i; rINTSUBMSK |= (BIT_SUB_ADC | BIT_SUB_TC); /屏蔽子中断 (ADC and TC) /切换到自动连续的x/y坐标转换模式 rADCTSC=(17)|(16)|(05)|(14)|(13)|(12)|(0); /7 YM=GND, 6 YP is connected with AIN5, 5 XM=Hi-Z, 4 XP is connected wit