基于ADS7843的触摸屏控制系统设计

基于ADS7843的触摸屏控制系统设计

【摘要】触摸屏在现代电子设备中广泛使用。本文介绍了四线电阻式触摸屏控制器ADS7843特点，并详细介绍了以STC89C52为主控制器的触摸屏控制系统的硬件与软件设计方法。该方法具有通用性，有一定的实用意义。

【关键词】触摸屏；ADS7843；STC89C52

0 引言

在电子产品及工业产品的设计中，触摸屏由于其轻便、占用空间少、方便灵活等优点越来越受到设计师及用户的青睐。触摸屏可作为模拟键盘，使用起来比普通键盘灵活，因为键的位置可根据需要进行改变，并且省去了按键所占用的空间。触摸屏分为电阻、电容、表面声波、红外线扫描和矢量压力传感等，其中四线电阻触摸屏应用广泛。

1 ADS7843简介

ADS7843是一款专为四线电阻触摸屏设计的带SPI接口的12位AD转换器，内部含模拟电子开关和逐次比较型AD转换器。当要采样Y方向的AD值时，通过将Y+、Y一端施加电压，将X+送入AD转换器得到Y方向的AD值；同理可得X方向的AD值。而这些转换均由MCU通过SPI方式向ADS7843发送命令来完成。ADS7843的引脚功能如表1所示。

ADS7843之所以能实现对触摸屏的控制，是因为其内部结构很容易实现电极电压的切换，并能进行快速A/D转换。内部结构如图1所示，A2～A0和SER 为控制寄存器中的控制位，用来进行开关切换和参考电压的选择。

2 触摸屏控制系统设计

以应用广泛的STC89C52作为主控制器，进行触摸控制系统设计。

2.1 硬件接口电路设计

ADS7843串行接口的一次完整操作需要3×8=24个DCLK时钟周期，前8个脉冲接收8位的命令，并在第6个脉冲的上升沿开始A/D转换器进入采样阶段，从第9个脉冲开始进入转换阶段，输出，输出12位采样值，转换结束进入空闲阶段。直到24个DCLK结束，CS置高电平，一次测量结束。ADS7843采用、转换时序如图2所示。

ADS7843与STC89C52的连接图如图3所示。

2.2 软件设计

当用户在触摸屏上的有效区域内点击时，触摸屏的X方向、Y方向输出电阻分别随X和Y呈线性变化，ADS7843控制器将其分别转换为12位数据，通过中断告知STC89C52需要接收数据，STC89C52接收到数据后进行处理；首先进行触点数据是否有效判断，包括两方面：一是判断是否误操作，即是否是由于人的抖动产生的错误数据；二是ADS7843传过来得数据是否有效，由于刚开始的传过来的第一个坐标是用户开始接触触摸屏时产生的，电阻不准确，导致数据也不准，通常要去掉；在接收过程中采用多次平均的方法，假如有一次接收的数据和平均值差别很大，则这次测量就作废，需要重新测量。一旦数据有效，STC89C52接着计算触点坐标落在液晶屏的位置，根据计算的结果判断执行相应的功能函数。使触摸屏和液晶屏有机的结合起来，建立一定的逻辑关系，交互地进行信息存取和输出。软件设计流程如图4所示。

在程序设计中会有一些需要注意：触摸屏初始化时要预写状态字，不进行预写或错误的状态字写入将会影响中断信号的产生；由于触摸屏幕时抖动的存在，刚接触屏幕时的起始几次A/D转换和触摸动作将要完成的最后几次转换一般情况下是不准确的，应该在程序中避开；由于人的手指有一定的宽度，因此在触摸屏幕时A/D转换输出的数值大概在10～30个像素点内漂移，这可以在程序优化模块中利用软件方法来消除这种漂移，从而得到精确的输出结果。

3 结束语

ADS7843是一种低功耗，高速率的触摸屏接口芯片，技术成熟，硬件连接及软件控制都较为简便，在实际开发设计中应用广泛。

【参考文献】

[1]崔如春，谭海燕.电阻式触摸屏的坐标定位与笔画处理技术[J].仪表技术与传感器，2004（8）：49-50.

[2]胡冰，吴升艳，等.ADS7843触摸屏接口[J].国外电子元器件，2002（7）：27-29.

[3]程凯，杨晓.5l单片机系统中的触摸屏坐标算法[R].北京：中国电器论坛，2004.

[4]张井刚，郑建幅.如何解决AD7843在触摸屏系统应用中的问题[J].电子系统设计，2006，3（2）：45-47.

[5]冯达，吴星明.C8051F SPI接口液晶触摸屏的控制设计[J].微计算机信息，2005（5）67-70.