XPT2046的工作原理

1、芯片功能说明：
XPT2046是一款4导线制触摸屏控制器，内含12位分辨率125KHz转换速率逐步逼近型A/D转换器。

XPT2046支持从1.5V到5.25V的低电压I/O接口。

XPT2046能通过执行两次A/D转换查出被按的屏幕位置，除此之外，还可以测量加在触摸屏上的压力。

XPT2046采用微小的封装形式：TSSOP-16,QFN-16(0.75mm厚度)和VFBGA－48。

工作温度范围为-40℃～+85℃。

2、芯片功能主要特性芯片功能主要特性
1)具有4线制触摸屏接口
2)具有触摸压力测量功能
3)可单电源工作，工作电压范围为2.2V—5.25V
4)支持1.5V～5.25V电平的数字I/O口
5)内部自带＋2.5V参考电压
6)具有125KHz的转换速率
7)采用QSPI™和SPI™3线制通信接口
8)具有可编程的8位或12位的分辨率
9)具有1路辅助模拟量输入
10)能够自动掉电
11)全兼容TSC2046，ADS7843/7846和AK4182
3、XPT2046 原理框图
XPT2046是一种典型的逐次逼近型模数转换器（SAR ADC ），包含了采样/ 保持、模
数转换、串口数据输出等功能。

同时芯片集成有一个2.5V的内部参考电压源、温度检测电路，工作时使用外部时钟。

一般地，内部参考电压只用于单端模式下Vbatt、Temp 和AUX输入测量。

使用差分模式，触摸屏可以获得最佳性能。

此模块用的是SAR型AD转换器，关于其原理见文档：AD转换的基本原理和技术(SAR).doc。

4、引脚功能描述
在CS为高电平时ADC掉电，
5、读写时序
XPT2046数据接口是串行接口，其典型工作时序如图9 所示，图中展示的信号来自带有基本串行接口的单片机或数据信号处理器。

处理器和转换器之间的的通信需要8 个时钟周期，可采用SPI 、SSI 和Microwire 等同步串行接口。

一次完整的转换需要24个串行同步时钟（DCLK ）来完成。

前8 个时钟用来通过DIN 引脚输入控制字节。

当转换器获取有关下一次转换的足够信息后，接着根据获得的信息设置输入多路选择器和参考源输入，并进入采样模式，如果需要，将启动触摸面板驱动器。

3 个多时钟周期后，控制字节设置完成，转换器进入转换状态。

这时，输入采样－保持器进入保持状态，触摸面板驱动器停止工作（单端工作模式）。

接着的12个时钟周期将完成真正的模数转换。

如果是度量比率转换方式（SER/ ——DFR＝0 ），驱动器在转换过程中将一直工作，第13个时钟将输出转换结果的最后一位。

剩下的3 个多时钟周期将用来完成被转换器忽略的最后字节（DOUT 置低）。

6、控制字的设置
控制字节由DIN 输入的控制字如表3 所示，它用来启动转换，寻址，设置ADC分辨率，配置和对XPT2046进行掉电控制。

图14、表5 和表6 给出控制字的各控制位的详细
说明。

起始位——第一位，即S 位。

控制字的首位必须是1 ，即S ＝1 。

在XPT2046的DIN 引脚检测到起始位前，所有的输入将被忽略。

地址——接下来的3 位（A2、A1和A0）选择多路选择器的现行通道（见表1 、表2 和
图2 ），触摸屏驱动和参考源输入。

MODE——模式选择位，用于设置ADC的分辨率。

MODE＝0 ，下一次的转换将是12位模式；MODE＝1 ，下一次的转换将是8 位模式。

SER/——DFR位控制参考源模式，选择单端模式（SER/——DFR＝1 ），或者差分模式（SER/ ——DFR＝0 ）。

在X 坐标、Y 坐标和触摸压力测量中，为达到最佳性能，首选差分工作模式。

参考电压来自开关驱动器的电压。

在单端模式下，转换器的参考电压固定为VREF 相对于GND引脚的电压
PD0 和PD1 ——表5 展示了掉电和内部参考电压配置的关系。

ADC的内部参考电压可以单独关闭或者打开，但是，在转换前，需要额外的时间让内部参考电压稳定到最终稳定值；如果内部参考源处于掉电状态，还要确保有足够的唤醒时间。

ADC要求是即时使用，无唤醒时间的。

另外还得注意，当BUSY 是高电平的时候，内部参考源禁止进入掉电模式。

XPT2046的通道改变后，如果要关闭参考源，则要重新对XPT2046写入命令。

思考：
1、触摸屏是与显示屏相连接的，而触摸屏把采集到的X、Y、压力等信息转化数字量，那
这个数字量的大小就与参考电压有关，不过此模块已经固定了参考电压，所以可以不用考虑这个问题。

2、触摸屏的压力测量参考其PDF说明文档，先暂不考虑。

3、DSP有BCLKR0：接收时钟引脚，还有BCLKX0：发送时钟引脚。

但对于触摸屏来说其
DCLK既是输入同步时钟也是输出同步时钟。

而且接收时钟引脚是个输入，但触摸屏不可能产生一个输入的同步时钟，这样是不是说不可以使用缓冲串口了呢？如果不使用，如何进行同步功能呢？
可不可以直接把BCLKX0直接接到BCLKR0，以此来作为一个接收同步时钟呢？但串DIN：串行数据输入端，数据在DCLK上升沿锁存进来，而DOUT：串行数据输出端，数据在DCLK的下降沿移出；这样的话还是没有同步？
4、所谓同步通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相信始终保
持一致（同步），这就保证了通信双方在发送和接收数据时具有完全一致的定时关系。

串行通信是指计算机主机与外设之间以及主机系统与主机系统之间数据的串行传送。

使用串口通信时，发送和接收到的每一个字符实际上都是一次一位的传送的，每一位为1或者为0。

串行通信可以分为同步通信和异步通信两类。

5、建议无论在任何时候，处理器在发控制字给XPT2046之前都要屏蔽——PEN——IRQ
的中断，以避免错误的中断的触发。

6、XPT2046存在两种功耗模式：全功耗（PD0=1）和自动掉电（PD0=0）。

在频繁转换时，
XPT2046花大部分时间在捕捉或转换上，所以即使进入自动掉电模式，也是很少有时间停留在掉电状态的。

因此，在这种情况下的全功耗和自动掉电之间的差别可以忽略。

但在不频繁转换时，每次转换间隔很久，自动掉电模式可以节省很多功耗。

不确定：
1、触摸屏控制器中的DCLK的连接，以及如果使用缓冲串口的话那么DSP上接收时钟引
脚以及发送时钟引脚的接法？
2、片选信号的使用方法？
3、板子的连接方法：建议在老师现有板子的基础上再制作一个小板子，但是由于LCD模
块需要一个5V供电，这个的连线问题？
明天的任务：
1、向老师确定板子是否可以拿到？
2、确定板子的具体连接方法？
3、向老师请教如何使用硬件来进行调试？
4、晚上找汪小燕老师汇报进展，并向老师确认关于周报的事情，还有原来要求写的一个技
术文档的情况。