基于单片机的触摸屏坐标定位系统设计

来 自 Ｃ８０５１Ｆ１２１ＣＰＵ输 出 引脚 的控 制 信 号 加 到 两 片 模 拟 多路 开 关 的地 址 代码 输 入 端 ， 控制不 同状态下加在各 电极上 的电压 。由于多
［２】郑戍 华 ，王向周 ，南顺 成 ，王渝 ．电阻式 触摸 屏在 智 能仪表 中的应用 ［Ｊ】．仪表 技 术与传感 器 ，２００３（０１）：３５—３７．
电阻式触摸屏具有分辨率高，灵敏度好 ， 价格 便宜，受环境影响小等优点 ，是工业控制 系统中使用最多一种 的触摸屏 。将触摸屏 与单 片机 接 口，可 以使系统 的人机界面更加友好 ， 操 作 更 加 快 捷 、方 便 。应 用 电阻 式 触 摸 屏 ，最 先遇到的一个重要 问题是如何准确 、快速 的定 位触 摸坐标 ，因此设计一个简单 、实用 的触摸 屏坐标定位系统成为应用 中需要解决 的关键 问 题 。
为 了使 电路 的性能 更加 可靠 并充 分利用 Ｃ８０５ＩＦ１２１单片机 的 内部资源 ，在本系 统中， 由单 片机 内部 的 Ｄ／Ａ转 换器 输 出一个 基准 电 压，把 Ｄ／Ａ转 换器 的输 出与 中断信 号 ｖ ｉｍ 接 入单 片机 内部 比较器 的两个 输入 端 ，当 Ｖｉｎｔ 的值小于基准 电压时 ，使 比较器 的输 出触 发中 断。ＣＰＵ响应后 ，先使 Ｖ１端 的输入 电压清 零， 然后通过切换各 电极 电压来判定按压位置。
单片机技 术 · ＳＣＭ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
基于单片机的触摸屏坐标定位 系统设计
文 ／刘 隆 吉
向和 Ｙ方 向的电阻值之和小于 ｌＫ欧姆 ，在 电
介 绍 了电 阻式触 摸屏 的工作 原 理 及 坐 标 定 位 方 法 ，分 析 了 触 摸 屏 与 内置 Ａ／Ｄ转 换 器 的单 片机 ｃ８０５１Ｆ１２１的接 口技 术 ， 提 出通 过 模 拟 多路 开关对 电极 电压 控 制 的 方 法 ， 实 现 了对 四 线 电 阻 式 触 摸 屏 准 确、快 速 的 坐标 定位 。实 际 应 用表 明 系统 结构 简单、性 能可 靠 、功 耗 低 、 实用 性 强 。
参考文 献
【１】朱 维 安 ，郑 寿 云 ，陈 莉 ．电 容 触 摸 屏 的 坐 标 定 位 分 析 … ．电 子 测 量 技
要 实现 Ｃ８０５１Ｆ１２１单片机 对 坐标 定位 系 ２ 硬 件 实 现
术 ，２００９，３２（０５）：１ ３－１６．
统 的 控 制 ， 需要 解 决 以 下 两 大 问 题 。 第 一 ， 如 何做到微功耗 。第 二，按压 触摸 屏时，如何产 生 中断 。下面将逐一进行分析 。
１ 触 摸 屏 坐 标 定 位 系 统 设 计
本 系 统 以 ＡＭＴ９５３２四线 电阻 式触 摸屏 与 单 片机 接 口。ＣＰＵ选 用 高 速 ＳＯＣ 单 片机 Ｃ８０５１Ｆ１２１。考虑到 Ｃ８０５１Ｆ１２１芯片 内集 成了 Ａ／Ｄ转换器、 电压 比较器等 功能部件 ，本系统 采用触摸屏直接与单 片机接 口的方 式，通 过单 片机 内置的 Ａ／Ｄ转换器 读取 ｘ方 向和 Ｙ方 向 的 电压值 并通过 Ｉ／Ｏ 口的输出控制触摸屏 电极 电压 的 切 换 ，系 统 结 １２１单片 机 的片 内 比较器 ＣＰ的输 入 端 。
未按 压触摸 屏时，由于 ｘ方 向上的电极ｘ． 处 于 悬 空 状 态 ， ｘ 方 向 上 的 电阻 层 没 有 电流 ， 因此 ，Ｖｉｎｔ处的 电压约为 ｖ１的输入 电压 ３．３ ｖ． 有按压 时 ，由于 回路 电流 Ｉ约为 ３３ｇＡ，触摸 屏 电 阻 上 的 压 降 小 于 ３３ｍＶ， 此 时 ， 从 Ｖｉｎｔ 处读 出的 电压基 本上 等于 二极 管 的导通 压 降 ０．２Ｖ。对比 以上两种情况可见 ，触摸信 号会使 ｖｉｎｔ处的电压产生一个下 降沿 ，在本 电路 中正 是 通 过 这 个 下 降 沿 触 发 中 断 。
图 ｌ：系统结构框 图
坐标计 算，中断请求电路的设计如 图 ２所示 。
【关键 词 】 电 阻 式 触摸 屏 坐 标 定位 Ｃ８０５１Ｆ
Ｖｌ端为 直流 电压 ３．３Ｖ输入 ，二 极 管 Ｄ选用 导通压 降较 小的锗 管 （导通压降约为 Ｏ．２Ｖ），
中断请求 信号 ｖｉｍ 从 电阻 Ｒ和二 级管 Ｄ之 间
图 ２： 电路 原 理 图
降不 一致 等 因 素 对 运 算 结 果 的 影 响 ，确 保 了坐 标定位 的准确性 ，大大提高了系统的抗干扰 能 力 。
３ 结 束语
在理 解触 摸屏 控制 原理 的基 础上 ，讨 论 了坐标定位系统设计过程 中需要解决 的问题 并 给 出设计方法。此设计简单实用 ，成本低 ，在 菜 单式选 择触摸屏等控制系统 中能够方便 、可 靠地 实现坐标定位功能 ，是触摸屏与单 片机接 口技术的一种创 新。
１．１低 功 耗 设 计
在 某 点按 压 触 摸 屏 时 ，上 、下 电阻 层 接 通 。 如图 ２所 示，ｖ１端为直流 电压 ３．３Ｖ输入， 电 流 流过 电阻 Ｒ、 二极 管 Ｄ、ｘ 方 向电阻 段 Ｒｌ 和 Ｙ方 向电阻段 Ｒ４，最后通 过电极 Ｙ＿接地 。
按 压位 置不 同，接 入 回路 的触摸 屏 电阻 也随之改变 ，考虑到 ＡＭＴ９５３２触摸屏在 ｘ方
路 中 接 入 阻 值 为 １００Ｋ 欧 姆 的 电 阻 ，使 得 线 路 总 阻 值 大 约 在 １００Ｋ ～ １０１Ｋ 欧 姆 之 间 ， 此 时 不同的按压位置对线路总阻值的影响并不大 ， 可以使 回路 电流 Ｉ保持在 ３３ｐＡ左右 。
１．２中断请求 电路设计
本 系统 采用 中断 的方 式处 理按 压位 置 的
路模 拟开关 ７４ｖＨｃ４０５２的驱动 能力不够 大， 作 者简介
不足 以提供触摸屏 的工作 电流 ，因此在 触摸 屏 刘 隆吉 （１９８５￣，女， 山东省 淄博市人 。硕 士