摘要： 作為人機交互的重要手段，液晶觸摸屏使用越來越多，基于微控制器與觸摸屏的接口技術在工業控制、智能家電等領域得到應用廣泛，開發微控制器與液晶觸摸屏的接口技術是智能電子產品設計的重要工作；介紹了一款液晶觸摸屏系統的總體設計方案、電路接口和編程方法；該系統由T FT 液晶屏模塊、觸摸屏和ARM 微處理器控制板組成；TFT 液晶模塊內置SSD1289 控制器，尺寸3.2 英寸、分辨率240×320 像素；觸摸屏由觸摸傳感部件和觸摸屏控制器ADS 7843 組成；控制板采用ARM7 微處理器LPC2148 為控制核心；測試和工程實踐結果表明，所設計的軟、硬件達到了各項要求，并且具有操作方便、穩定性好、性價比高等技術特點，有較好的推廣應用價值。

　　0 引言

　　人機交互界面的種類較多，如鍵盤、數碼管顯示器、液晶顯示器及帶觸摸的液晶屏等。決定人機交互接口方式的主要因素是成本和實際應用的需要。近十年來，液晶觸摸屏以功耗低、重量輕、精度高和良好的人機界面等技術特點， 在電子設備特別是手持類電子產品中得到了普遍應用。帶觸摸的液晶屏，只要能測量出觸摸點的坐標位置，即可根據屏上對應坐標點的顯示內容或圖符獲知觸摸者的意圖， 通過微處理器處理聲音、圖像、文字及觸摸輸入控制等信息，使之成為能進行信息存取、輸入和輸出的集成系統?；谖⒖刂破髋c液晶模塊的硬件接口設計及軟件編程在智能系統設計中有著重要的應用價值。ARM 微處理器，運算速度快、資源豐富、性價比高，是當前較為流行的嵌入式控制器。本文介紹的一款基于ARM7微處理器LPC2148 接口的3.2 寸液晶觸摸屏，具有精度高、彩色顯示逼真、應用靈活等特點，可作為中高檔電子產品字符、圖像的顯示及人機對話的窗口。

　　1 總體設計方案

　　系統的總體設計方案如圖1 所示。液晶觸摸屏系統由31 2寸TFT 液晶屏模塊、觸摸屏和ARM 微處理器控制板組成。

　　觸摸屏由觸摸傳感部件和觸摸屏控制器ADS7843 組成，觸摸傳感部件安裝在LCD 液晶屏前面，用于檢測用戶觸摸位置，用戶觸摸信息送往ADS7843 控制器，并轉換成觸點坐標，送給ARM7 控制板，LPC2148 微處理器與液晶及觸摸模塊相連接，根據接收到的觸摸信息，進行信號運算和處理，輸出蜂鳴器等控制信號，控制液晶屏實現用戶畫面和數據的顯示。

　　圖1 液晶觸摸屏系統總體設計方案

　　2 電路及原理

　　2.1 液晶觸摸屏原理及ADS7843 觸摸控制電路

　　原理如圖2 所示。

　　U1為3.2 英寸TFT液晶模塊，+3.3V 供電；內置SSD1289 液晶控制器；液晶屏分辨率為240×320 像素；屏幕顏色26 萬色；屏幕尺寸為57mm×79mm， 有效顯示面積為51mm×65mm.SSD1289 液晶控制器由16 位并行數據接口、內部控制器和LCD 驅動器組成。液晶數據傳輸方式為16 位并行方式，LPC2148 的16 根I/ O 口線分別接液晶模塊的DB0~DB15.PWM 為亮度驅動控制輸入，經9013 三極管放大后作為液晶背光。

　　觸摸屏部分由觸摸傳感部件和觸摸屏控制器ADS7843（ U2） 組成。

　　圖2 液晶模塊及觸摸電路原理

　　觸摸傳感部件是一個四線電阻屏幕，屏上引出四根線，分別對應X 軸和Y 軸各兩根。測量X 方向的時候，將X + ， X- 之間加上參考電壓Vref ， Y- 斷開，Y + 作為A / D 輸入，獲得X 方向的電壓；同理測量Y 方向的時候，將Y+ ， Y- 之間加上參考電壓Vref，X - 斷開，X + 作為A/ D 輸入，進行A/ D轉換獲得Y 方向的電壓，之后再完成電壓與坐標的換算，整個過程類似一個電位器，觸摸不同的位置分得不同的電壓。

　　以上所需要的參考電壓、A/ D轉換等工作由觸摸屏控制器ADS7843 直接完成的，微處理器只需將相應的控制命令傳輸到ADS7843 即可，以獲得相應電壓的數據。

　　ADS7843是TI公司生產的四線電阻觸摸屏轉換接口芯片。它是一款具有同步串行接口的12 位取樣模數轉換器。在125kHz 吞吐速率和2.7V 電壓下，功耗為750LW.在關閉模式下，功耗僅為0.5LW.由于具有低功耗和高速等特性，被廣泛應用在電池供電的小型手持設備上。

　　ADS7843 與LPC2148的連結關系如圖3 所示。ADS7843工作電壓+ 3.3V， 轉換器的模擬輸入（ X+ 、Y+ 、X- 、Y- ）是一個4 通道多路器；DCLK（第4 引腳） 是外部時鐘輸入引腳；CS（第3 引腳） 是片選輸入端，低電平有效； DIN（第2引腳） 是串行輸入，控制數據通過該引腳輸入；DOUT第16 引腳）是串行數據輸出，用于輸出轉換后的觸摸位置數據，最大數為二進制的4095; PENIRQ（第15 引腳） 是PEN中斷，用于觸摸顯示屏后引發一個中斷。