2014年-8嵌入式系统体系结构与开发-ADC与触摸屏

2014年-8嵌入式系统体系结构与开发——ADC与触摸屏第一页，共37页。触摸屏内容触摸屏以及接口原理触摸屏A/D转换TSP控制器硬件电路2410通用接口定义TSP控制器接口定义软件设计初始化中断服务程序坐标显示第二页，共37页。1触摸屏以及接口原理触摸屏以及接口原理触摸屏A/D转换TSP控制器第三页，共37页。什么是触摸屏触摸屏（TSPTouchScreenPanel）一种新的信息输入设备最简单、方便、自然的人机交互设备用途：手机,考勤机,排队机,……触摸屏类型矢量压力传感式红外线表面声波电容式电阻式第四页，共37页。电阻式触摸屏技术结构多层复合膜基层的上层是导电层（ITO氧化锡）塑料层的内层是导电层两层间夹着透明隔离点（SeparatorDots）隔开屏的坐标位置两层基层上有统一的电阻外表面一导电层定义为X，另一导电层定义为Y按下时,根据获得电压值确定坐标位置第五页，共37页。电阻式触摸屏技术信号线信号线数越多，技术越复杂，坐标定位也越精确四线，五线，六线……四线示意图等效的电路结构PE是场效应管开关信号AIN0,AIN1是模拟信号EXINT2中断请求信号电路作用PE(X+,X-,Y+,Y-)=1001ANI0,X方向PE(X+,X-,Y+,Y-)=0110ANI1,Y方向第六页，共37页。电阻式触摸屏识别(ADC)处理对于位置信息的识别分别对X方向和Y方向作ADC选择驱动,读入数据A/D转换计数式的A/D转换逐次逼近的A/D转换转换电路用2410内部的ADC并行读数据用ADS7843触摸屏驱动串行接收口第七页，共37页。电阻式触摸屏位置变换模拟量电压值的原点触摸屏的精度一般在千分之一英寸以上,原点电阻面接通产生电压最小处,

而电阻面接通产生电压最大处接通点的X,Y的电压值呈线性变化,但有非线性误差第八页，共37页。电阻式触摸屏位置变换如何将电压值转换为像素值四点得到Xmax,Xmin,Ymax,Ymin的ADC数字值假设像素坐标为640×480,测量点a的均值为(Xa,Ya)它坐标位置如下:X=INT((Xmax-Xa)/(Xmax-Xmin))×640Y=INT((Ymax-Ya)/(Ymax-Ymin))×480其中:Xa=(X1+X2+……+Xn)/nYa=(Y1+Y2+……+Yn)/n第九页，共37页。触摸屏位置识别过程驱动和识别第十页，共37页。硬件电路连接硬件电路连接2410通用接口定义TSP控制器接口定义第十一页，共37页。硬件电路连接TSP四线接口接驱动电路中断请求信号使用S3C2410的GPG9引脚GPG接口选用EINT17X,Y坐标的选择驱动信号使用S3C2410的GPG12-15引脚GPG接口选用NXPON,XMON,NYPON,YMON第十二页，共37页。S3C2410处理器的TSP控制器8路A/D转换特性精度10Bit微分线性误差:1.5LSB积分线性误差:2.0LSB最大转换速率:500KbPS输入电压:0-3.3V片上采样保持电路正常模式单独X,Y坐标转换模式自动X,Y坐标顺序转换模式等待中断模式第十三页，共37页。TSP控制器的可编程寄存器ADC控制器ADCCON选择ADC的8路中某路设置ADC转换模式转换器启动和工作触摸屏控制寄存器ADCTSC对触摸屏的PMOS和NMOS管控制选择设置转换方式:手动/自动ADC数据寄存器ADCDAT0,ADCDAT1ADC转换后的数据保存,以供读取第十四页，共37页。ADC控制器ADCCON地址:0X58000000,可R/W寄存器初值:0X3FC4,表示ADC不工作,禁止预分频,通道0PSR=255AIN0第十五页，共37页。触摸屏控制寄存器ADCTSC地址:0X58000004,可R/W寄存器初值:0X58,表示禁止工作,加电无接触0101:X,Y层加电第十六页，共37页。ADC数据寄存器ADCDAT0,ADCDAT1地址:0X58000008,可R寄存器初值:无第十七页，共37页。软件设计设计目标识别触屏位置,显示触屏坐标程序控制流程主程序中断服务程序文件结构STARTUPSOURCECOMMON第十八页，共37页。TSP测试程序控制流程程序设计目标识别触屏位置显示触屏坐标 主程序2410系统初始化初始化ADCTSP提示触屏操作中断服务程序ADC转换显示坐标第十九页，共37页。软件程序的组织文件结构STARTUS3C2410.S;系统初始化,包括复位和中断响应SOURCEMAIN.CTSP_TEST.C;初始化触屏、中断允许服务和向量表TSP_INT.C;中断服务程序,ADCX和Y坐标,显示位置COMMON2410LIC.Cport_init,UART_init,UART_Printf……SYS_INIT.Cinterrupts_init(),第二十页，共37页。引脚定义程序port_init.c对GPG9,12-15进行设置，满足触屏控制要求触屏加电控制引脚对应GPGCON的Bit31-24选择NXPON,XMON,NYPON,YMON触屏被点击后,中断引脚GPGCON的Bit19-18选择EINT17Port_init.c程序设置rGPGCON=0xff4af7b9;rGPGUP=0xffff;无上拉电阻功能第二十一页，共37页。中断允许与中断向量表中断允许设置在TSP_TEST.c初始化中允许ADC中断rINTMSK&=~(BIT_ADC);rINTSUBMSK=~(BIT_SUB_TC);中断向量表设置在2410Addr.h中定义向量表地址#definepISR_ADC(*(unsigned*)(_ISR_STARTADDRESS+0x9c))在TSP_TEST.c填入转移地址位置pISR_ADC=(UINT32T)tsp_int第二十二页，共37页。TSP触屏控制程序初始化，在TSP_TEST.C不启动A/D，禁止ADC转换，选择通道AIN5，预分频值39

rADCCON=(1<<14)|(ADCPRS<<6)|(5<<3)|(0<<2)|(0<<1)|(0);等待中断模式，设置X加电，Y是ADC模拟输入信号rADCTSC=(0<<8)|(1<<7)|(1<<6)|(0<<5)|(1<<4)|(0<<3)|(0<<2)|(3);第二十三页，共37页。中断服务程序中读X位置的ADC值程序if(rADCTSC&0x100) {rADCTSC&=0xff; } else{ uart_printf("StylusDown!!\n"); szPos[30]=g_nPosX; szPos[34]=g_nPosY;

rADCTSC=(0<<8)|(

0<<7)|(1<<6)|(1<<5)|(0<<4)|(0<<3)|(0<<2)|(1); rADCCON=(1<<14)|(39<<6)|(5<<3)|(0<<2)|(1<<1)|(0); rADCDAT0; for(i=0,g_nPosX=0;i<nSampleNo;i++){ while(!(0x8000&rADCCON)); szPos[i]=(0x3ff&rADCDAT0); g_nPosX+=szPos[i]; } g_nPosX=g_nPosX/nSampleNo; uart_printf("X-Posion[AIN5]is%04d\n",g_nPosX);第二十四页，共37页。S3C2541的ADC转换器S3C2451的ADC特性第二十五页，共37页。ADC和触摸屏的接口方框图第二十六页，共37页。触摸屏接口模式Normalconversionmode(AUTO_PST=0,XY_PST=0)SeparateX/Ypositionconversionmode(AUTO_PST=0,XY_PST:contorl)Auto(Sequential)X/Ypositionconversionmode(AUTO_PST=1,XY_PST=0)Waitingforinterruptmode(ADCTSC=0xd3)第二十七页，共37页。ADC控制寄存器ADCCON——ADCCONTROLADCSTC——ADCTOUCHSCREENCONTROLADCDLY——ADCSTARTDELAYADCDAT0——ADCCONVERSIONDATAADCDAT1——ADCCONVERSIONDATAADCUPDN——ADCTOUCHSCREENUP-DOWNINTCHECKREGISTERADCMUX——ADCCH