彩色液晶接口電路設(shè)計及觸摸屏的編程與調(diào)試

摘 要： 本文以單片機C8051F020 為核心控制芯片， 對由控制芯片TFT 6448b 控制NL 6448AC33- 18 彩色顯示屏和單片機C8051F020 控制四線電阻式觸摸屏組成的人機界面控制系統(tǒng)， 作了較為深入的分析與研究。介紹了C8051F020 單片機的功能特點， 端口配置方法和對它的編程具體操作方法； 以及液晶芯片TFT6448b 和觸摸屏的管腳功能和工作原理。描述了單片機C8051F020 實現(xiàn)控制彩色液晶進行顯示和控制觸摸屏按要求正確工作的原理，給出了系統(tǒng)硬件設(shè)計原理圖以及軟件流程圖， 闡述了硬件設(shè)計框圖和實現(xiàn)過程。著重論述觸摸屏硬件接口電路設(shè)計及軟件編程與調(diào)試， 實現(xiàn)了彩色液晶顯示及觸摸屏控制功能， 實現(xiàn)了頁面顯示及頁面切換功能。為便于程序的擴展、修改和今后的應(yīng)用， 應(yīng)用C 語言編程， 所有程序按功能采用模塊化設(shè)計， 程序設(shè)計的邏輯關(guān)系簡潔明了。

引言

觸摸屏是目前最簡單、方便、自然的而且又適用于中國多媒體信息查詢國情的輸入設(shè)備， 它具有堅固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點。觸摸屏技術(shù)被認(rèn)為是未來人機交互科技的主流方向之一，相關(guān)的產(chǎn)業(yè)及其產(chǎn)品的應(yīng)用也正在成為一個熱點。

本設(shè)計題目來自于廣西區(qū)自然科學(xué)基金項目， 是基金項目中的一個研究子模塊， 本文作者在畢業(yè)設(shè)計期間針對NL 6448AC33218 彩色液晶顯示屏及其觸摸屏， 應(yīng)用C8051F020 單片機控制芯片， 采用單片機C 語言編制程序并進行調(diào)試， 并且程序采用模塊化設(shè)計。

一、系統(tǒng)構(gòu)成

本設(shè)計是基于單片機C8051F020 微處理器控制的彩色液晶及觸摸屏的控制系統(tǒng)， 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示：

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

二、系統(tǒng)連接方式及工作過程

（一）C8051F020 控制TFT6448b 的工作過程

在用C8051F020 實現(xiàn)對TFT 6448b 的控制過程中， 采用總線方式進行控制。因為TFT 6448b 液晶控制器自帶有鎖存功能， 所以在使用總線方式進行控制時并不需要外加鎖存芯片， 只須使用單片機C8051F020 的P0、P2、P3 口就可以實現(xiàn)。在系統(tǒng)加電之前， 由于C8051F020 的典型工作電壓為313V , TFT 6448b 的工作電壓是5V , 對P0、P2、P3 口相應(yīng)連接管腳進行驅(qū)動能力擴展； 根據(jù)控制需求， 通過P0、P2、P3 端口寄存器， 將相應(yīng)端口的引腳配置成漏極輸出方式。將P3 口配置成為數(shù)據(jù)？地址輸出口， 輸出地址時， 其為地址總線的低八位， P2 口提供高位地址； 傳輸數(shù)據(jù)時， 其為8 位數(shù)據(jù)總線口。系統(tǒng)加電后， 使得TFT 6448b 的片選信號？C S 有效， 通過往TFT 6448b 的相應(yīng)行、列、控制、數(shù)據(jù)寄存器中寫入數(shù)據(jù)， 即可用C8051F020 芯片實現(xiàn)對TFT 6448b的控制， 從而實現(xiàn)彩色液晶的顯示控制。

（二） 觸摸屏硬件接口電路及工作原理

圖2 觸摸屏硬件接口電路

根據(jù)四線電阻式觸摸屏的工作原理， 結(jié)合圖2 中觸摸屏硬件接口電路。

該觸摸屏硬件接口電路的具體工作過程如下： 1、如圖2 所示電路， 連接好線路， 給電源輸入端、參考基準(zhǔn)電壓端接入313V 的直流電源； 2、結(jié)合軟件編程對AD0 進行初始化， 系統(tǒng)處于休眠狀態(tài)時， 軟件開中斷， 截止PN P1、PN P2、N PN 1, 飽和導(dǎo)通N PN 2; 3、等待觸摸屏被觸摸； 4、若觸摸屏上發(fā)生觸摸， 進入中斷服務(wù)程序， 關(guān)掉外部中斷， 進行短暫延時以消除外界抖動。通過判斷中斷輸入口P010 的電平變化， 確定抖動是否結(jié)束。通過軟件截止PN P2、N PN 2, 飽和導(dǎo)通PN P1、N PN 1, 選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換通道A IN 010, 采集觸摸點的X 方向坐標(biāo)值，延時等待轉(zhuǎn)換結(jié)束， 移出轉(zhuǎn)換結(jié)果； 電極電壓切換， 通過軟件置位， 截止PN P1、N PN 1, 飽和導(dǎo)通PN P2、N PN 2, 選擇模數(shù)轉(zhuǎn)換通道A IN 011, 采集觸摸點的Y 方向坐標(biāo)值， 延時等待轉(zhuǎn)換結(jié)束， 移出轉(zhuǎn)換結(jié)果； 5、通過將采集到的X 和Y 坐標(biāo)值與設(shè)定的按鍵邊界值進行比較， 若比較結(jié)果為真， 則切換到相應(yīng)的子頁面， 否則， 重新開中斷， 并返回主程序； 6、觸摸屏硬件接口電路工作過程重新回到步驟3, 繼續(xù)等待下一次觸摸。