通過ADS7846在PDA上實現個性化書法輸入

書法藝術是中國傳統文化的瑰寶。如果用筆尖或指尖在觸摸屏上揮灑自如寫字，LCD上能顯示出猶如用毛筆或鋼筆收寫時的書法效果，并能顯現出書寫人獨特個性的雋秀筆跡，那么就會使人體會到淋漓盡致的書法藝術。但現有的PDA（Personal Digital Assistant）通過觸摸屏畫出線條，顯示屏上顯示出的線條粗細都是相同的，無法寫出筆劃粗細相間的文字，也就無法模擬出毛筆或鋼筆書寫時筆鋒的效果。為彌補以上不足，筆者采用能采樣觸點壓力的ADS7846觸摸屏控制器[1]，編寫了采樣觸點坐標值和壓力值的驅動程序，實現了通過觸摸屏輸入，在液晶顯示器上顯示書法出良好的效果。就象手中拿著毛筆或鋼筆在觸摸屏上寫字一樣，無論是行書、草書、隸書還是楷書，都能顯示出令人滿意的效果，并且完全保留了書寫人的字跡特點。

1 ADS7846觸摸屏控制器原理和功能概述

基于四線電阻式觸摸屏的輸入系統由觸摸屏、觸摸屏控制器、微控制器及其相應軟件構成。其中，觸摸屏控制器相當于觸摸屏與微控制器之間的接口。觸摸屏體是一個四層的復合薄膜，，附著在顯示器表面與顯示器配合使用。復合薄膜的最下層是玻璃基層，最上層是光滑防刮的塑料層，中間為兩層透明導電涂層。每一導電層為觸摸屏的一個工作面，每個工作面的兩端各涂有一條銀膠，稱為該工作面的一對電極，分別稱為X“電極對”和Y“電極對”。當觸摸屏控制器在X“電極對”上施加一確定的電壓，而Y“電極對”上不加電壓時，X“電極對"所在的工作面上就會形成均勻連續的平行電場。當用手指觸及觸摸屏表面時，觸點處的電壓反映了觸點在X工作面上的位置，將該電壓通過Y+（或Y-）電極引到觸摸屏控制器，并經過A/D轉換，便可得到觸點電壓的數字量，即X坐標。同理，在Y“電極對”上施加電壓，以X+（或X-）電極為測量電極，便可測得Y坐標。微控制器根據觸點坐標位置以及對應坐標位置上顯示的內容，便可得知觸摸者的意圖。

ADS7846是Burr-Brown公司生產的一種四線式觸摸屏控制器，在與觸摸連用時，一旦筆尖或指尖點觸在觸摸屏上，便可迅速得到該點的位置信號，從而達到在觸摸屏表面雪址的目的。ADS7846是典型的逐步逼近寄存器型A/D變換器，包含了取樣/保持功能。ADS7846與其前代產品ADS7843相比，增加了片內溫度測量、觸摸壓力測量、外模擬量測量和電池電壓測量四個功能。

ADS7846的核心部件是一個具有采樣和保持功能的12位逐次逼近式A/D轉換器。內部的六選一模擬多路開關根據微控制器送來的命令字選擇六個模擬量：X+、Y+、Y-、VBAT（電池電壓）、TEMP（溫度）和AUXIN（外模擬量）之一送入A/D轉換器，轉換后通過SPI接口將數字量送入微控制器。ADS7846還設置有觸摸識別電路，當檢測到有觸摸時，該電路輸出一個低電平信號，稱為PENIRQ#（筆中斷），ADS7846以這個信號向微控制器提出測量觸點坐標的中斷請求。觸點坐標的公式如下：

式中，X和Y分別為觸點在X工作面和Y工作面上產生的電壓的數字量的測量值，可通過采樣得到；（X，Y）反映了觸點在觸摸屏上的坐標的公式如下XMIX、YMIN、XMAX和YMAX分別為觸摸屏上最小和最大坐標點在X工作面和Y工作面上產生的電壓的數字量的實際測量值，它們是常量，可通過測量得到；（XMIN，YMIN）和（XMAX，YMAX）反映了觸摸屏上最小、最大坐標點的坐標；w和H分別是LCD顯示屏X軸和Y軸上的象素點總數；（X1，Y1）為觸點映射到LCD顯示屏上的像素點坐標。