基于觸摸屏的太陽能熱水器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：在分析液晶觸摸屏的工作原理基礎(chǔ)上，分析觸摸屏專用控制器RA8806的工作原理與控制方式。通過RA8806與單片機(jī)PIC16F877的接口設(shè)計(jì)，給出系統(tǒng)中觸摸屏的顯示畫面，以及觸摸控制的程序流程圖，同時(shí)寫出了具體程序。實(shí)踐證明該設(shè)計(jì)方法完全能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。
關(guān)鍵詞：觸摸屏；控制器RA8806；太陽能熱水器；PIC16F877

觸摸屏作為智能儀器，儀表的輸入設(shè)備。是具有簡單、方便、自然的人機(jī)交互方式。而電阻式觸摸屏對外完全隔離，不怕油污、灰塵、水，經(jīng)濟(jì)性能好，適應(yīng)于各種惡劣的環(huán)境，因此應(yīng)用到太陽能熱水器的顯示界面，同時(shí)起到控制執(zhí)行器工作的作用。

1 觸摸屏的結(jié)構(gòu)和原理
觸摸屏的基本原理是，用手指或其他物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏?xí)r，所觸摸的位置(以坐標(biāo)形式)由觸摸屏控制器檢測，并通過I／O口送到CPU，從而確定輸入的信息。觸摸屏的本質(zhì)是傳感器，它由觸摸檢測部件和觸摸屏控制器組成。觸摸檢測部件安裝在顯示器屏幕前面，用于檢測用戶觸摸位置，接受后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測裝置接收觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo)送給觸摸屏控制器，它同時(shí)能接收觸摸屏控制器發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。
本設(shè)計(jì)選用的是四線制電阻式觸摸屏，是在強(qiáng)化玻璃表面分別涂上兩層透明氧化金屬導(dǎo)電層，利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，電阻發(fā)生變化。在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號，然后傳送到觸摸屏控制器RA8806?？刂破鱾蓽y到這一接觸并計(jì)算出(X，Y)的位置，再根據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式動(dòng)作。
電阻式觸摸屏將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X方向和Y方向的電壓。上下兩個(gè)導(dǎo)電層一個(gè)是水平方向，一個(gè)是豎直方向，分別用來測量X和Y的坐標(biāo)位置，在水平面上的電極稱為X+電極和X-電極，在豎直平面的電極稱為Y+電極和Y-電極，如圖1所示。瀏量X方向的時(shí)候，將X+、X-之間加上參考電壓VOC，Y-斷開，用Y+電極作為測量點(diǎn)，獲得X方向的電壓，得到的電壓值經(jīng)A／D轉(zhuǎn)換，就可對應(yīng)的判斷出接觸點(diǎn)的X坐標(biāo)；同理測量Y方向的電壓，之后再完成電壓與坐標(biāo)的換算。觸摸點(diǎn)M處測量結(jié)果計(jì)算如下：

2 液晶顯示觸摸屏的硬件設(shè)計(jì)
液晶觸摸屏包含圖形液晶顯示模塊和附著在顯示屏上的觸摸屏兩部分，借助于觸摸屏控制器RA8806與微處理器PIC16F877實(shí)現(xiàn)軟硬件接口，通過檢測用戶在觸摸屏上的觸摸位置，實(shí)現(xiàn)顯示與控制功能。
2．1 RA8806控制器
對觸摸屏的控制需要選用專門的觸摸屏控制芯片，觸摸屏控制芯片不僅能夠完成A／D轉(zhuǎn)換而且能夠?qū)崿F(xiàn)電極電壓的切換，本設(shè)計(jì)選用了四線電阻式觸摸屏控制器RA8806。
RA8806是一個(gè)文字與繪圖模式的點(diǎn)矩陣液晶顯示控制器，其內(nèi)建了雙圖層(Two Page)顯示內(nèi)存，及512kB ROM的字型碼，可以顯示全型(16×16 pixels)的繁體中文字型或是簡體中文字型。RA8806支持可轉(zhuǎn)換8-bit數(shù)據(jù)總線的8080／6800系列之MPU接口，而對于LCD驅(qū)動(dòng)接口，RA8806亦可以被設(shè)定為4-bit或8-bit的數(shù)據(jù)總線。在一般模式下，RA8806可支持最大到320x240點(diǎn)分辨率的LCD面板。RA8806也內(nèi)建了智能型觸控掃瞄控制器，支持了4線電阻式觸控掃瞄接口，而可程序化的PWM可以用來調(diào)節(jié)LCD面板的對比或背光。RA8806也提供一個(gè)強(qiáng)大且聰穎的4x8(32鍵)或8x8(64鍵)的鍵盤掃瞄接口，其中更包含了長按鍵的功能，同時(shí)透過適當(dāng)?shù)闹袛嗪洼喸儥C(jī)制讓使用者可以輕易的操作觸控掃瞄、鍵盤掃瞄和電源管理等功能，因此可以有效的減輕MPU的負(fù)擔(dān)。