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正文內(nèi)容

畢業(yè)設(shè)計-觸摸式lcd人機接口設(shè)計-文庫吧資料

2024-12-10 09:41本頁面
  

【正文】 我在設(shè)計過程中遇到困難不能解決時,徐老師總會在百忙之中抽出寶貴的時間,耐心的給我講解,讓我真正的理解其中的原理,能夠獨立的找到解決問題的途徑。 21 圖 53校準(zhǔn)界面 6 結(jié)論 本文完成了基于 xpt2046 控制的觸摸屏軟件硬件的設(shè)計,實現(xiàn)了用 xpt2046 控制 TFTLCD以及實現(xiàn)人機交匯,在實際應(yīng)用中該系統(tǒng)可靠穩(wěn)定,達到預(yù)期效果。 //列首址 0 } 5 下載與調(diào)試 在代碼編譯成功之后,我們通過下載代碼到 ALIENTEK MiniSTM32 開發(fā)板上,可以看 19 到 LCD 顯示如下內(nèi)容 : 圖 51程序運行效果 如果已經(jīng)校準(zhǔn)過了,則在等待 之后進入手寫界面,同時 DS0 開始閃爍,界面如下圖所: 20 圖 52手寫界面此時,我們就可以在該界面下用筆或者手指輸入信息了。 write_(0x004f,0)。 write_(0x0025,0x8000)。 write_(0x0024,0x0000)。 write_(0x0023,0x0000)。 write_(0x003B,0x0302)。 write_(0x003A,0x0302)。 write_(0x0037,0x0502)。 write_(0x0036,0x0204)。 write_(0x0035,0x0204)。 write_(0x0034,0x0507)。 write_(0x0033,0x0502)。 write_(0x0032,0x0204)。 write_(0x0031,0x0204)。 write_(0x0030,0x0707)。 write_(0x0046,0x013F)。 write_(0x0045,0x0000)。 write_(0x0044,0xEF00)。 write_(0x004B,0x0000)。 write_(0x004A,0x0000)。 write_(0x0049,0x013F)。 write_(0x0048,0x0000)。 write_(0x0042,0x0000)。 //掃描開始地址 write_(0x0041,0x0000)。 write_(0x000F,0x0000)。 //0x0233 write_(0x000B,0x0000)。 write_(0x0007,0x0233)。 write_(0x0017,0x0003)。 write_(0x0016,0xEF1C)。 write_(0x0006,0x0000)。 //0x4030 //定義數(shù)據(jù)格式 16位色 write_(0x0005,0x0000)。 write_(0x0011,0x6070)。 write_(0x0010,0x0000)。 //驅(qū)動輸出控制 320*240 0x6B3F write_(0x0002,0x0600)。 write_(0x0001,0x2B3F)。 write_(0x001E,0x00B0)。 18 write_(0x000E,0x2B00)。 write_(0x000D,0x080C)。 //0xA8A4 write_(0x000C,0x0000)。 //打開晶振 write_(0x0003,0xA8A4)。 define DelayNS Delayn write_(0x0000,0x0001)。 //低電平復(fù)位 Delayn(10000)。 TFTWriData(num)。 //WR = 1 LCD_CS_H()。 //WR = 0 LCD_CS_L()。 //RS = 0 Write_HC573(ch)。 //WR = 1 LCD_CS_H()。 LCD_WR_L()。 //RS = 1 LCD_CS_L()。 = 1。((0XFF16)))。 17 IO1SET |= (((unsigned int)dat)16)。 dat = (unsigned char)((Dat8)amp。 = 1。 IO1CLR |= ((~(((unsigned int)dat)16))amp。0xFF)。 } //向 HC573 寫入數(shù)據(jù) void Write_HC573(unsigned short Dat) { unsigned char dat。j 0。i 0。 unsigned int j。 = 1。 //RS = 1。 //RD = 1。 //WR = 1。它是數(shù)值計算的高級語言。 C語言對編寫需要硬件進行操作的場合,明顯優(yōu)于其它解釋型高級語言,有一些大型應(yīng)用軟件也是用 C語言編寫的。 4) C 語言適用范圍大。另外 C語言也具有強大 的圖形功能,支持多種顯示器和驅(qū)動器。 3) C 語言功能齊全。這種結(jié)構(gòu)化方式可使程序?qū)哟吻逦?,便于使用、維護以及調(diào)試。 2) C 是結(jié)構(gòu)式語言。它把高級語言的基 本結(jié)構(gòu)和語句與低級語言的實用性結(jié)合起來。因此,它的應(yīng)用范圍廣泛,不僅僅是在軟件開發(fā)上,而且各類科研都需要用到 C 語言,具體應(yīng)用比如單片機以及嵌入式系統(tǒng)開發(fā)。它既具有高級語言的特點,又具有匯編語言的特點。這樣,使用待定系數(shù)法就可以算出坐標(biāo)系之間的平移關(guān)系。這些點的坐標(biāo)都是以像素為單位的,而從觸摸屏中讀出的是點的物理坐標(biāo),其坐標(biāo)軸的方向、 XY值的比例因子、偏移量、縮放因子都與LCD坐標(biāo)不同,所以,可以在 IAL的某個函數(shù)(比如 wait_event函數(shù))中把物理坐標(biāo)首先轉(zhuǎn)換為像素坐標(biāo),然后再賦給 POS結(jié)構(gòu),達到坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 的目的 . 觸摸屏校正思路: 在 IAL的某個函數(shù)(比如 wait_event函數(shù))中加入調(diào)試信息,開發(fā)板上運行 Calibrate程序,那么觸摸屏上任何一點的坐標(biāo)就可以在主機監(jiān)視屏上回顯出來。通常應(yīng)用程序中使用的 LCD坐標(biāo)是以像素為單位的。對于性能質(zhì)量好 的觸摸屏來說,漂移的情況出現(xiàn)并不是很嚴(yán)重。絕對坐標(biāo)系統(tǒng)的特點是每一次定位坐標(biāo)與上一次定位坐標(biāo)沒有關(guān)系,每次觸摸的數(shù)據(jù)通過校準(zhǔn)轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標(biāo),不管在什么情況下,觸摸屏這套坐標(biāo)在同一點的輸出數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的。 基于 XPT2406 的控制電路 XPT2046 控制電路如 所示: 圖 39 xpt2046 控制電路 14 4 系統(tǒng)軟件設(shè)計 觸屏校準(zhǔn)作用 我們傳統(tǒng)的鼠標(biāo)是一種相對定位系統(tǒng),只和前一次鼠標(biāo)的位置坐標(biāo)有關(guān)。 這里就是通過我們設(shè)計的程序,將要顯示的字符送到 TFTLCD模塊就可以了,這些函數(shù)將在軟件設(shè)計部分向大家介紹。為后續(xù)顯示字符和數(shù)字做準(zhǔn)備。 其實 這里就是上和上面 OLED模塊的初始化過程差不多。 這一步,先將我們與 TFTLCD模塊相連的 IO口設(shè)置為輸出,具體使用哪些 IO口,這里需要根據(jù)連接電路以及 TFTLCD模塊的設(shè)置來確定。接下來我們也是將該模塊用來來顯示字符和數(shù)字。此時我們就可以通過這幾個命令,在其 13 中開辟一個區(qū)域,然后不停的丟數(shù)據(jù),地址計數(shù)器就會根據(jù) R3的設(shè)置自動增加 /減少,這樣就不需要頻繁的寫地址了,大大提高了刷新的速度。 R80~R83,行列 GRAM地址位置設(shè)置。 R34,寫數(shù)據(jù)到 GRAM命令,當(dāng)寫入了這個命令之后,地址計數(shù)器才會自動的增加和減少。 R32用于設(shè)置列地址( X坐標(biāo), 0~239), R33用于設(shè)置行地址( Y坐標(biāo), 0~319)。我們一般通過該命令的設(shè)置來開啟或關(guān)閉顯示器,以降低功耗。 D D0、 BASEE這三個位用來控制顯示開關(guān)與否的。該命令 CL位用來控制是 8位彩色,還是 26萬色。 I/D[1:0]:當(dāng)更新了一個數(shù)據(jù)之后,根據(jù)這兩個位的設(shè)置來控制地址計數(shù)器自動增加 /減少 1, 其關(guān)系如下圖: 圖 38 GRAM 顯示方向設(shè)置圖 通過這幾個位的設(shè)置,我們就可以控制屏幕的顯示方向了。當(dāng) AM=0的時候,地址以行方向更新。我們重點關(guān)注 的是 I/D0、 I/D AM這 3個位,因為這 3個位控制了屏幕的顯示方向。因為 93xx系列的初始化,其實都比較類似,我們完全可以用一個代碼兼容好幾個控制器。 12 而如果對它讀操作,則返回的是控制器的型號。里面對這些命令有詳細(xì)的介紹。數(shù)值越大,表示該顏色越深。 模塊的控制器為 ILI9320,該控制器自帶顯存,其顯存總大小為 172820( 240*320*18/8),即 18 位模式( 26 萬色)下的顯存量。另外我們還需要一個背光控制線來控制 TFTLCD 的背光。 RS:命令 /數(shù)據(jù)標(biāo)志( 0,讀寫命令; 1,讀寫數(shù)據(jù))。 D[15:0]: 16位雙向數(shù)據(jù)線。 WR:向 TFTLCD寫入數(shù)據(jù)。 ALIENTEK TFTLCD模塊采用 80并口口方與外 11 部鏈接,采用 16位數(shù)據(jù)線(低了速度太慢,用彩色就沒什么效 果了)。 5) 24C01。 3) KEY0。 所要用到的硬件資源如下: 1) ADS7843。屏幕上會有一個清空的操作區(qū)域( RST),點擊這個地方就會將輸入全部清除,恢復(fù)白板狀態(tài)。 圖 34單片機時鐘電路 觸摸屏硬件設(shè)計 本節(jié)實驗功能簡介:開機的時候先通過 24C01的數(shù)據(jù)判斷觸摸屏是否已經(jīng)校準(zhǔn)過,如果沒有校準(zhǔn),則執(zhí)行校準(zhǔn)程序,校準(zhǔn)過后再進入手寫程序。 10pF,振蕩器的振蕩頻率選擇范圍為 ~12MHz,典型值為 6MHz或 12MHz。圖 35中電容 C C2對振蕩頻率起微調(diào)作用,同時兩個電容器起穩(wěn)定振蕩頻率、快速起振的作用。因為這種方式得到的時鐘信號比較穩(wěn)定。 時鐘電路 單片機的時鐘信號通常用兩種電路形式得到:內(nèi)部振蕩方式和外部振蕩方式。上電后電容充電,使 RESET持續(xù)一段時間的高電平。本系統(tǒng) 9 采用的復(fù)位方式為上電自動復(fù)位和開關(guān)復(fù)位相結(jié)合的方式。因此單片機模塊中對復(fù)位電路與時鐘電路的設(shè)計非常重要。其中有一些控制信號 線能簡化應(yīng)用系統(tǒng)外圍控制邏輯,如控制地址鎖存的地址鎖存信號 ALE,控制片外程序存儲器運行的片內(nèi)外存儲器選擇信號 EA,以及片外取指信號 PSEN。 控制部件是單片機的神經(jīng)中樞,它包括時鐘電路、復(fù)位電路、指令寄存器、譯碼以及信息傳送控制部件。 XPT 2046 最小系統(tǒng) TFTLD 模塊 8 圖 32最小系統(tǒng)模塊單元圖 單片機為系統(tǒng)的主控單元,系統(tǒng)通過 P0 口將模數(shù)轉(zhuǎn)換后數(shù)字信號輸入 CPU,由 CPU 比較判斷溫度值,運算功能是由 運算部件 完成的 , 運算部件的功能是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的算術(shù)邏輯運算、位變址處理和數(shù)據(jù)傳送操作。采用 12MHz 高精度的晶振,以獲得較穩(wěn)定的時鐘頻率,減小測量誤差。 3 硬件設(shè)計 總體設(shè)計框如圖 31 所示: 圖 31 單片機最小系統(tǒng)模塊設(shè)計 所謂單片機最小系統(tǒng)是指能維持單片機運行 行的最簡單配置系統(tǒng)。壓電式傳感器也廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)測量中,比如說心室導(dǎo)管式微音器就是由壓電傳感器制成的,因為測量動態(tài)壓力是如此普遍,所以壓電傳感器的應(yīng)用就非常廣。也可以用于軍事工業(yè),例如用它來測量槍炮子彈在膛中擊發(fā)的一瞬間的膛壓的變化和炮口的沖擊波壓力。壓電式加速度傳感器在飛機、汽車、船舶、橋梁和建筑的振動和沖擊測量中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用,特別是航空和宇航領(lǐng)域中 更有它的特殊地位。壓電式加速度傳感器是一種常用的加速度計。實際的情況不是這樣的,所以這決定了壓電傳感器只能夠測量動態(tài)的應(yīng)力。 在現(xiàn)在壓電效應(yīng)也應(yīng)用在多晶體上,比如現(xiàn)在的壓電陶瓷,包括鈦酸鋇 壓電陶瓷、 PZT、鈮酸鹽系壓電陶瓷、鈮鎂酸鉛壓電陶瓷等等 。而酒石酸鉀鈉具有很大的壓電靈敏度和壓電系數(shù),但是它只能 7 在室溫和濕度比較低的環(huán)境下才能夠應(yīng)用。 其中石英(二氧化硅)是一種天然晶體,壓電效應(yīng)就是在這種晶體中發(fā)現(xiàn)的,在一定的溫度范圍之內(nèi),壓電性質(zhì)一直存在,但溫度超過這個范圍之后,壓電性質(zhì)完全消失(這個高溫就是所謂的 ―居里點 ‖)??茖W(xué)家就是根據(jù)這個效應(yīng)研制出了壓力傳感器 。 我們知道,晶體是各向異性的,非晶體是各向同性的。選擇 VBAT、 Temp 和 AUX 時應(yīng)該配置為單端模式;作為觸摸屏應(yīng)用時,應(yīng)該配置為差分模式,這可有效消除由于驅(qū)動開關(guān)的寄生電阻及外部的干擾帶來的測量誤差 ,提高轉(zhuǎn)換精度。參考電壓值直接決定 ADC 的輸入范圍,參考電壓可以使用內(nèi)部參考電壓,也可以從外部直接輸入1V~ VCC 范圍內(nèi)的參考電壓(要求外部參考電壓源輸出阻抗低)。同時芯片集成有一個 、 溫度檢測電路,工作時使用外部時鐘。數(shù)據(jù)在 DCLK的 6 下降沿移出,當(dāng) C— S—高電平時為高阻狀態(tài)
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