0 导言
人机交互界面的品种较多，如键盘、数码管显现器、液晶显现器及带接触的液晶屏等。决议人机交互接口办法的首要因素是本钱和实践运用的需求。近十年来，液晶接触屏以功耗低、重量轻、精度高和杰出的人机界面等技能特色， 在电子设备特别是手持类电子产品中得到了遍及运用。带接触的液晶屏，只要能丈量出接触点的坐标方位，即可依据屏上对应坐标点的显现内容或图符获悉接触者的目的， 经过微处理器处理动静、图画、文字及接触输入操控等信息，使之成为能进行信息存取、输入和输出的集成体系。依据微操控器与液晶模块的硬件接口规划及软件编程在智能体系规划中有着重要的运用价值。ARM 微处理器，运算速度快、资源丰富、性价比高，是当时较为盛行的嵌入式操控器。本文介绍的一款依据ARM7微处理器LPC2148 接口的3.2 寸液晶接触屏，具有精度高、五颜六色显现传神、运用活络等特色，可作为中高档电子产品字符、图画的显现及人机对话的窗口。
1 整体规划方案
体系的整体规划方案如图1 所示。液晶接触屏体系由31 2寸TFT 液晶屏模块、接触屏和ARM 微处理器操控板组成。
接触屏由接触传感部件和接触屏操控器ADS7843 组成，接触传感部件安装在LCD 液晶屏前面，用于检测用户接触方位，用户接触信息送往ADS7843 操控器，并转化成触点坐标，送给ARM7 操控板，LPC2148 微处理器与液晶及接触模块相衔接，依据接收到的接触信息，进行信号运算和处理，输出蜂鸣器等操控信号，操控液晶屏完结用户画面和数据的显现。
图1 液晶接触屏体系整体规划方案
2 电路及原理
2.1 液晶接触屏原理及ADS7843 接触操控电路
原理如图2 所示。
U1为3.2 英寸TFT液晶模块，+3.3V 供电;内置SSD1289 液晶操控器;液晶屏分辨率为240×320 像素;屏幕色彩26 万色;屏幕尺度为57mm×79mm， 有用显现面积为51mm×65mm.SSD1289 液晶操控器由16 位并行数据接口、内部操控器和LCD 驱动器组成。液晶数据传输办法为16 位并行办法，LPC2148 的16 根I/ O 口线别离接液晶模块的DB0~DB15.PWM 为亮度驱动操控输入，经9013 三极管扩大后作为液晶背光。
接触屏部分由接触传感部件和接触屏操控器ADS7843( U2) 组成。
图2 液晶模块及接触电路原理
接触传感部件是一个四线电阻屏幕，屏上引出四根线，别离对应X 轴和Y 轴各两根。丈量X 方向的时分，将X + ， X- 之间加上参阅电压Vref ， Y- 断开，Y + 作为A / D 输入，取得X 方向的电压;同理丈量Y 方向的时分，将Y+ ， Y- 之间加上参阅电压Vref，X – 断开，X + 作为A/ D 输入，进行A/ D转化取得Y 方向的电压，之后再完结电压与坐标的换算，整个进程相似一个电位器，接触不同的方位分得不同的电压。
以上所需求的参阅电压、A/ D转化等作业由接触屏操控器ADS7843 直接完结的，微处理器只需将相应的操控指令传输到ADS7843 即可，以取得相应电压的数据。
ADS7843是TI公司出产的四线电阻接触屏转化接口芯片。它是一款具有同步串行接口的12 位取样模数转化器。在125kHz 吞吐速率和2.7V 电压下，功耗为750LW.在封闭形式下，功耗仅为0.5LW.因为具有低功耗和高速等特性，被广泛运用在电池供电的小型手持设备上。
ADS7843 与LPC2148的衔接联系如图3 所示。ADS7843作业电压+ 3.3V， 转化器的模仿输入( X+ 、Y+ 、X- 、Y- )是一个4 通道多路器;DCLK(第4 引脚) 是外部时钟输入引脚;CS(第3 引脚) 是片选输入端，低电平有用; DIN(第2引脚) 是串行输入，操控数据经过该引脚输入;DOUT第16 引脚)是串行数据输出，用于输出转化后的接触方位数据，最大数为二进制的4095; PENIRQ(第15 引脚) 是PEN中止，用于接触显现屏后引发一个中止。
2.2 微处理器操控电路
原理如图3 所示。
图3 微处理器操控电路原理图
(1)LPC2148微处理器
ARM 处理器占有商场份额高，具有功用高、本钱低、能耗省等特色。图3 中LPC2148(U3)是PHILIPS 半导体公司推出的一个依据ARM7TDMI- S 核、支撑实时仿真和嵌入式盯梢的32 位嵌入式ARM7 微处制器。该处理器内置了宽规模的串行通讯接口、14 通道10 位ADC、1 通道10 位DAC、45 个高速GPIO 线以及多达9 个边际或电平触发的外部中止管脚。处理器集成有40kB 的片内SRAM、512kB 嵌入的高速Flash 存储器，128 位宽度的存储器接口和共同的加快结构使32 位代码可以在最大时钟速率下运转， 为通讯网关、协议转化器、软件modem、语音辨认、低端成像等运用供给大规模的缓冲区和强壮的处理功用，适合于五颜六色液晶的图片处理和数据存储。
(2)复位和晶振电路
LPC2148 第57 脚为复位信号输入端，选用低电平复位，由C3、R9、R10、K1 构成的复位电路为体系供给上电复位和强制复位功用，K1 为体系强制复位按键。晶振电路由X1(12MH z) 、C7、C8 构成，支撑微操控器芯片内部PLL 及ISP功用;X2(321 768KH z) 、C9、C10 为RTC(实时时钟) 供给基准时钟。
(3) 资源分配
LPC2148 的P0.8~ P0.23 作为16 位数据线( D0~ D15) ，经JP1 插座与液晶模块的DB0 ~ DB15 衔接;P0.0、P0.26、P0.28~ P0.31 作为液晶模块的操控口线运用，经JP1 别离与液晶模块的PWM、CS、RESET 、RS、RD 和WR 衔接;P0.27、P1.16~ P1.20 用于接触屏操控，经过JP1 的衔接别离接ADS7843 的BUSY、7843- CS ( CS ) 、DCLK、DIN、INT( PENIRQ) 和DOUT 引脚。
P1.26~ P1.31 作为JTAG 功用运用，JP2 为微处理器JTAG 程序调试及下载端口。
P0.25 作为蜂鸣器操控口线，蜂鸣器电路用于液晶接触或显现时宣布蜂鸣动静，作为人机对话的辅佐功用。蜂鸣器运用PNP 三极管8550(Q2)进行驱动，其扩大倍数高(hFE =300)，基级偏置电阻R8 为1k， 当输入低电平时，Q1 为深度饱满导通，可为蜂鸣器供给满足的电流。
(4) 电源电路
LPC2148 为单电源供电，CPU 操作电压为3.0~ 3.6V。
电路选用+ 3.3V 供电，外接+ 5V 直流电源经AMS1117(U4) 稳压器稳压后，输出+ 3.3V 电压，给液晶模块和ADS7843 供电。AMS1117 的特色是输出电流大( 800mA) ，输出电压精度在1%以内，具有电流约束和热维护功用，稳定性好。C4、C5、C6 均为电源滤波%&&&&&%。
3 软件编程
3.1 对液晶屏的C 程序规划
液晶屏的软件规划选用C 言语编程。包含液晶屏初始化、写液晶操控字、写液晶数据子程序、读液晶液晶数据、全屏显现单色、指定方位显现汉字和字符、指定方位显现图片、清屏等子程序。
写液晶数据子程序为：
3.2 对接触屏的C 程序规划
接触屏的程序规划首要是确认其方位坐标与液晶屏上方位坐标的对应联系，经过必定的算法把接触屏接触信息转化为液晶屏上的方位坐标。液晶屏像素为240×320， 从接触屏接收到的X 值不在0~ 320 规模改变、Y 值也不在0~ 240规模改变， 在接触屏的边际区域，X 、Y 方向输出数据改变较大，对错线性联系，坐标值在中心大部分规模内基本是成线性改变的。为了较精确的进行坐标转化，可选用线性求值和查表相结合的办法进行坐标转化。
接触屏的C 程序规划首要包含接触屏初始化子函数、读A/ D 转化值子函数、坐标原始值子函数和坐标转化子函数。
与ADS7843 相关的引脚C 程序预处理为：
读A/ D 转化值子函数：
4 结束语
在嵌入式智能设备中，用液晶接触屏替代传统的按键、LED 等人机对话部件，具有操作简洁、界面友爱及功用较强等长处。跟着LCD 液晶屏价格的进一步下降，液晶接触屏有着更广大的运用商场，依据ARM 微处理器与液晶接触屏的技能开发具有现实意义和社会经济价值。本体系以ARM7 处理器LPC2148 作为主操控器，与传统单片机比较，具有较大的数据存储容量和较快的图片处理速度;液晶屏带接触功用，大大增强了人机对话的交互才能;依据C 言语的编程办法有较强的实时性。所规划的液晶接触屏运用于ARM 嵌入式立异实训体系和便携式铁路平调设备毛病检测仪，接触键反响活络，与ARM7 处理器接口电路运转牢靠，验证了体系规划的可行性，具有较高的实践运用价值。
