【正文】 40 開 始給 位 圖 的 起 始 坐 標(biāo) ，高 度 寬 度 ， 數(shù) 據(jù) 地 址算 出 位 圖 的 水 平 和 垂直 首 尾 G R A M 地 址得 出 位 圖 數(shù) 據(jù) 對(duì) 應(yīng) 顯 存地 址 ， 準(zhǔn) 備 寫 數(shù) 據(jù)小 于 高 度顯 存 寫 入 數(shù) 據(jù)（ 像 素 置 色 ）小 于 寬 度結(jié) 束下 一 行N ON OY E SY E S下 一 列 圖 LCD 讀 /寫操作流程 在 具體的實(shí)現(xiàn)過程中，本實(shí)驗(yàn)平臺(tái)搭載的 觸摸屏 ，在軟件上 是靠一個(gè)WIDGET 隊(duì)列處理系統(tǒng) 來接受顯示資源，即主界面上的功能按鈕，邊框和顯示區(qū)域等。 其根本 編程 原理是由 CortexM3 提供了一套中斷控制器所提供的API。之后，是軟件部分的程序設(shè)計(jì)。每個(gè)驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)不同的功能，包含了顯示屏的尺寸信息，聲明了對(duì)應(yīng)的顯示屏的尺寸，工作方法和調(diào)用使能的接口函數(shù)等。 R32 用于設(shè)置列地址（ X 坐標(biāo)， 0239）， R33 用于設(shè)置行地址（ Y 坐標(biāo)， 0319）。 （ 2） I/D[1:0]：當(dāng)更新了一個(gè)數(shù)據(jù)之后，根據(jù)這兩個(gè)位的設(shè)置來控制地址計(jì)數(shù)器自動(dòng)增加 /減少 1，其關(guān)系如圖 所示 ： 圖 GRAM 顯示方向設(shè)置圖 通過這幾個(gè)位的設(shè)置，即可控制屏幕的顯示更新方向。 進(jìn)行讀操作，則返回的是控制器的型號(hào)。 式 如果用戶長(zhǎng)期不觸摸屏 幕，則無需運(yùn)行或測(cè)量。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 33 圖 參數(shù)測(cè)量方式 通過將 YP 連接到 Vdd 且 YM 接地可以測(cè)定 Y 觸點(diǎn)在 Y 軸平面的位置。其中下層的 ITO 與玻璃基板附著，上層的 ITO 附著在 PET薄膜上。這里針對(duì) LM3S9B96，選擇如圖所示的器件。 C51 編譯器的功能不斷增強(qiáng)， 使你可以更加貼近 CPU 本身，及其它的衍生產(chǎn)品。針對(duì)本次的觸摸屏設(shè)計(jì)，主要關(guān)注到的是觸摸屏和 LCD 顯示屏相關(guān)的使能引腳，和一些功能性的引腳。背光不受微控制器控制，通過一個(gè)跳線帽可將背光控制信號(hào)線接地，從而關(guān)閉背光。所以，主要介紹本顯示模塊在板上的配置和相關(guān)控制接口。 CortexM3 處理器在數(shù)學(xué)運(yùn)算能力方面的改進(jìn)，使它成為眾多數(shù)字集中處理的理想選擇 ，例如傳感器讀取和縮放硬件環(huán)路仿真系統(tǒng)。此外，所有的操作均根據(jù)以下兩種工作狀態(tài)進(jìn)行分類： Thumb 代表常規(guī)執(zhí)行操作， Debug 代表調(diào)試操作。如果分支不被使用，那么指令可以隨時(shí)被執(zhí)行；如果分支被使用了，那么分支指令可以同時(shí)被使用，空閑的時(shí)間限制為一個(gè)周期。 ? (與 的 ARM9 相比 )。 其結(jié)構(gòu)如圖 所示 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 21 圖 CortexM3 處理器結(jié)構(gòu)圖 同時(shí)，在為微控制器應(yīng)用而開發(fā)的 CortexM3 也擁有了以下一些性能： ? 實(shí)現(xiàn)單周期 Flash 應(yīng)用最優(yōu)化 。 CortexM3 處理器是使用最少門數(shù)的 ARM CPU，相對(duì)于過去的設(shè)計(jì)大大減小了芯片面積，可減小裝置的體積或采用更低成本的工藝進(jìn)行生產(chǎn)，僅 33000 門的內(nèi)核性能可達(dá) l，2DMIPS/MHz。 其實(shí)物圖如下圖 。 2 硬件平臺(tái)設(shè)計(jì) 本次 設(shè)計(jì)主要以 LM3S9B96 開發(fā)板 作為主要的開發(fā)平臺(tái)，首先在這里對(duì)開發(fā)板的結(jié)構(gòu)，和最重要的 CortexM3 微處理器，以及搭載的觸摸屏液晶顯示模塊進(jìn)行一個(gè)介紹。 表面聲波觸摸屏的優(yōu)勢(shì)主要有：壽命最長(zhǎng)（美國(guó)權(quán)威的電子工程師 雜志的報(bào)告是：同一位置觸摸 5 干萬次無故障），屬于半永久性的產(chǎn)品，極好的防刮性，透光率（＞ 92％）和清晰度最高，保持清晰透亮的圖像質(zhì)量，沒有色彩失真，這些優(yōu)點(diǎn)來源于它的觸摸屏是沒有任何貼膜和覆層的純玻璃，并且不象有覆層玻璃的觸摸屏在邊角遭受壓力時(shí)內(nèi)部應(yīng)力不可預(yù)測(cè)的上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 15 可能在某處集中，因此，純玻璃的觸摸屏安裝風(fēng)險(xiǎn)小；此外，表面聲波觸摸屏技術(shù)絕對(duì)沒有漂移，安裝后無須再進(jìn)行校準(zhǔn)，直接采用迪卡爾直角坐標(biāo)系，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換無失真。如 圖 所示 X軸接 收換能器Y軸接 收換能器電纜Y軸發(fā) 射換能器X軸發(fā) 射換能器發(fā)射條紋 圖 InteIliTouch 觸摸屏包括一塊表面交叉著 X、 Y 方向聲表面波的強(qiáng)化玻板 以 Y 軸為例，發(fā)射換能器把由控制器產(chǎn)生的 5MHz 的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為超 聲波能量發(fā)出。用戶在觸摸屏幕時(shí)，手指就會(huì)擋住經(jīng) 過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以判斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。這個(gè)電流分從觸摸屏四個(gè)角上的電極中流出，并且理論上流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成比例 ，控制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精密計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置 。如果能夠生產(chǎn)出曲面的玻璃板，玻璃是無機(jī)物，能和 ITO 非常好的結(jié)合為導(dǎo)電玻璃，那電阻觸摸屏的壽命不是能夠大大延長(zhǎng)嗎？ 第二代五線電阻技術(shù)觸摸屏的基層使用的就是這種導(dǎo)電玻璃，不僅如此，五線電阻技術(shù)把兩個(gè)方向的電壓場(chǎng)通過精密電阻網(wǎng)絡(luò)都加在玻璃的導(dǎo)電工作面上，我們可以簡(jiǎn) 單的理解為兩個(gè)方向的電壓場(chǎng)分時(shí)加在同一工作面上，而外層鎳金導(dǎo)電層只僅僅用來當(dāng)作純導(dǎo)體，有觸摸后靠既檢測(cè)內(nèi)層ITO 接觸點(diǎn)電壓又檢測(cè)導(dǎo)通電流的方法測(cè)得觸摸點(diǎn)的位置。 ITO是所有電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料，實(shí)際上電阻和電容技術(shù)觸摸屏的工作面就是 ITO 涂層。表面聲波觸摸屏解決了以往觸摸屏的各種缺陷，清晰抗暴，適于各種場(chǎng)合，缺憾的是觸摸屏表面的水滴、塵土?xí)褂|摸屏變的遲鈍，甚至不工作。用戶看著顯示內(nèi)容，想選什么就簡(jiǎn)單地用手觸摸一下。 觸摸屏的這 5 個(gè)基本種類是：電阻技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏 ,表上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 6 面聲波技術(shù)觸摸屏、紅外線掃描技術(shù)觸摸屏、矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏。同時(shí) 觸摸屏具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點(diǎn)。 將來，觸摸屏還要走入 家庭。隨著城市向信息化方向發(fā)展和電腦網(wǎng)絡(luò)在日常生活中的滲透，信息查詢都會(huì)以觸摸屏 —— 顯示內(nèi)容可觸摸的形式出現(xiàn)。觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，從一出現(xiàn)就受到關(guān)注。這是從 技術(shù)原理上對(duì)觸摸屏的分類，矢量壓力傳感技術(shù)觸摸屏己退出歷史舞臺(tái) 。通過觸摸屏，人們可以盡情的游暢于您的應(yīng)用軟件，查詢他們感興趣的信息。按照觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì)，我們把觸摸屏分為四種，它們分別為電阻式、紅外線式、電容感應(yīng)式以及表面聲波式，下面就對(duì)上述的各種類型的觸摸屏進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹 。②鎳金涂層，五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層使用的是延展性極好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，使用延展性好的鎳金材料目的是為了延長(zhǎng)使用壽命，但是成本較為高昂，鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透明導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因?yàn)樗鼘?dǎo)電性太好，不宜作精密電阻測(cè)量，而且金屬不上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 9 易做到厚度非常均勻。五線電阻觸摸屏內(nèi)層 ITO 需四條引線，外層只作導(dǎo)體僅僅一條，至控制器總共需要 5根電纜。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 11 圖 通過四個(gè)電流比較計(jì)算出觸摸點(diǎn)位置 電容觸摸屏的透光率 和清晰度優(yōu)于四線電阻屏，當(dāng)然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比 ，電容屏反光嚴(yán)重，而且，電容技術(shù)的四層復(fù)合觸摸屏對(duì)各波長(zhǎng)光的透光率不均勻，存在色 彩失真的問題，由于光線在各層間的反射，還造成圖像字符的模糊。 接收管接收管發(fā)射管發(fā)射管觸摸點(diǎn) 圖 紅外線掃描式觸摸屏的原理 安裝紅外觸摸屏的方法非常簡(jiǎn)單，只要用膠或雙面膠將這個(gè)框架固定在顯示器前面即可。換能器基座的設(shè)計(jì)使得它具有較狹窄的方向角向左傳播聲表面膠能量，在傳遞過程中，又被底邊的 45 度反射條紋向上反射成屏幕表面豎直方向的均勻面?zhèn)鞑?，然后又被上邊的反射條紋向右聚成線傳播至 Y 軸接收換能器，并最終轉(zhuǎn)為電信號(hào)回傳給控制器。 綜上所述，市面上各種各樣的觸摸屏，分別有各自的特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域，以及生產(chǎn)成本等。 LM3S9B96 開發(fā)板介紹 Stellaris LM3S9B96 開發(fā)板為基于 ARM CortexTMM3 內(nèi)核的Stellaris LM3S9B96 高性能微控制器的開發(fā)提供了完整的 系統(tǒng)平臺(tái)。 圖 實(shí)物樣圖 結(jié)構(gòu)框圖如圖 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 18 圖 開發(fā)板結(jié)構(gòu)框圖 根據(jù)結(jié)構(gòu)圖，可以看出以該開發(fā)板以 LM3S9B96 微控制器為整個(gè)開發(fā)板的核心，圍繞了開發(fā)板， 外擴(kuò)了豐富的外設(shè)資源 ，其中包含了以下一些部件資源： ? ICDI USB 電纜擁有提供調(diào)試，通信和供電的能力 ? 靈活，廣泛的外設(shè)開發(fā)平臺(tái) ? 彩色液晶圖形顯示 ? TFT 液晶模塊， 320 240 分辨率 ? 電阻式觸摸界面 ? 80 兆赫晶振 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 19 ? LM3S9B96 256 K 的 FLASH ? 96 K SRAM 和集成以太網(wǎng) ? 物理層 +MAC ， USB OTG 接口和 CAN 通信 ? 8 MB 的 SDRAM（選配板） ? EPI 接口（選配板） ? I2S 立體聲音頻編解碼器 ? 線路輸入 /輸出 ? 耳機(jī)輸出 ? 麥克風(fēng)輸入 ? 控制器區(qū)網(wǎng)絡(luò)（ CAN）接口 ? 10/100 BaseT 以太網(wǎng) ? OnTheGo（ OTG）接口 ? 輪型電位器（可用于目錄導(dǎo)航） ? SD 讀卡槽 ? 內(nèi)部電路調(diào)試（ ICDI） ? JTAG,SWD,SWO 調(diào)試方式 ? 標(biāo)準(zhǔn) ARM 二十針 JATG 調(diào)試接口 ? USB 虛擬串口 ? 跳線分流，以方便重新分配的 I / O 資源 ? 豐富的源代碼資源如圖形庫(kù)， USB 庫(kù)，外設(shè)庫(kù)等 CortexM3 處理器介紹 LM3S9B96 微處理器采用了 CortexM3 作為核心處理器， 針對(duì)當(dāng)前 32 位 MCU 用戶， 該 產(chǎn)品系列率先在業(yè)內(nèi)整合了 CortexM3 和 Thumb2 指令集。 此外，基本系統(tǒng)外設(shè)還具備高度集成化特點(diǎn)，集成了許多緊耦合系統(tǒng)外設(shè)，合理利用了芯片空間，使系統(tǒng)滿足下一代 產(chǎn)品的控制需求。 ? 準(zhǔn)確快速地中斷處理。 CortexM3內(nèi)核結(jié)構(gòu) 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 22 CortexM3 中央內(nèi)核是基于哈佛結(jié)構(gòu)的，分別為指令和數(shù)據(jù)有獨(dú)立的總線。 CortexM3 內(nèi)核包含了一個(gè)譯碼器，適用于傳統(tǒng)的 Thumb 和新型Thumb2 指令，和一個(gè)支持硬件乘法的和硬件除法的先進(jìn) ALU，控制邏輯和用于鏈接其它處理器的接口。 CortexM3 處理器是支持高達(dá) 4GB 的可尋址內(nèi)存空間 ,并提供簡(jiǎn)單和固定的內(nèi)存映射。 開發(fā)板上 帶觸摸液晶顯示模塊 LM3S9B96 開發(fā)板 提供了一個(gè) 320*240 像素分辨率的 TFT 液晶圖形顯示屏。 特性 本液晶顯示器采用的是 Kitronix 公司的 K350QVGV1F 顯示屏，上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 24 具有 320*240 分辨率和 寸 262K 色彩。推薦使用微控制器的一個(gè) GPIO 口來控制這個(gè)信號(hào)線。具體引腳與對(duì)應(yīng)功能如表格 。 C51 已被完全集成到 uVision2 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個(gè)集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 29 項(xiàng)目管理器，調(diào)試器。 上海工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 基于 CortexM3 的觸摸屏計(jì)算器設(shè)計(jì) 30 圖 器件選擇界面 在完成了工程創(chuàng)建后，就可以開始軟件部分設(shè)計(jì)。 X 電極和 Y 電極的正負(fù)端由 ―導(dǎo)電條 ‖（圖中黑色條形部分）分別從兩端引出，且 X 電極和 Y 電極導(dǎo)電條的位置相互垂直。從 YP 或 YM 觸摸屏連接器上測(cè)得的電壓與觸點(diǎn) Y 坐標(biāo)成比例。于是觸摸屏進(jìn)入休眠狀態(tài)，等待觸筆中斷。是這個(gè)命令較為重要的功能就是可以取得到控制器的型號(hào)，代碼在取得控制器的型號(hào)之后，可以針對(duì)不同型號(hào)的控制器，進(jìn)行不同的初始化。 R7：顯示控制命令。當(dāng)要在某個(gè)指定點(diǎn)寫入一個(gè)顏色的時(shí)候，先通過這兩個(gè)命令設(shè)置到改屏幕上的點(diǎn)，然后寫入顏色值就可以了。 是 觸摸屏的底層 的驅(qū)動(dòng)文件，包括觸摸屏參數(shù)初始化、中斷控制 函數(shù) ，中斷狀態(tài)清除函數(shù)等。程序在完成初始化后可以完成對(duì)觸摸屏的按鍵響應(yīng)，控制，顯示輸出，按相對(duì)應(yīng)的運(yùn)算符結(jié)果運(yùn)算。中斷控制器 API 提供了一組函數(shù)，用來處理嵌套向量中斷控制器（ NVIC）。在聲明了類似 can