基于LPC2478與ADS7843的工業觸摸屏設計

觸摸屏具有堅固耐用、反應速度快、節省空間、易于交流等許多優點，相比鍵盤輸入，觸摸屏技術更簡單、直觀、快捷，且具有豐富多彩的表現能力。設計觸摸屏時，最重要的問題是準確定位觸摸點的坐標位置，本文詳細介紹了利用工業級芯片LPC2478與ADS7843設計四線電阻觸摸屏的實際方案。

1 硬件設計
1．1 硬件選擇
LPC2478芯片內部集成了LCD接口，它的工作范圍為-40～+80℃，其寬溫的特點特別適合工業領域。ADS7843芯片是一款專為觸摸采樣設計的芯片，12位可編程精度。外部參考電壓范圍從1 V～Vcc均可，Vcc最高電壓為5 V，高速低功耗使得ADS7843非常適用于電阻觸摸屏的手持設備。
1．2 硬件電路
筆者設計了ADS7843的硬件接口電路(如圖1所示)。該電路中采取了利用LPC2478的GPIO管腳模擬SPI時序的方式，將DCLK，CS，DIN，BUS-Y，DOUT接到LPC2478的5個GPIO引腳上。將ADS7843的引腳接到LPC2478的中斷1上的方式。采用的四線電阻觸摸屏，分別接到ADS7843的X+，Y+，X-，Y-引腳上。

1．3 采集方式
ADS7843有2種參考電壓模式：單端模式和差分模式。在單端模式中，參考輸入電壓選取的是Vcc和GND。由于內部的開關電阻壓降影響轉換結果帶來誤差，所以轉換器內部的低阻開關對轉換精度有一定影響。差分模式參考輸入由未選中的輸入通道Y+，Y-，X+，X-提供參考電源和地。不管內部開關電阻如何變化，其轉換結果總與觸摸屏的電阻成比例，克服了內部開關電阻的影響，但當轉換頻率很高時則增加了功耗，需要考慮低功耗設計。筆者基于采樣精度的原因在程序中采用了差分方式。
ADS7843的引腳是一個PIN中斷引腳，在觸摸顯示屏時可產生一個低電平，觸發LPC2478的中斷，采用下降沿觸發的方式。一次點擊觸摸屏的過程捕獲圖2的電平變化過程。對于采用中斷方式采集電平變化不是很適合，同時無法捕獲觸摸屏上的滑動過程，所以筆者使用了循環采集方式。