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基于ARM的触摸屏控制

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基于ARM的触摸屏控制

发表时间：2009-08-11T15:12:44.187Z 来源：《赤子》2009年第10期供稿 作者： 高 岳 徐万明（洛阳师范学院，河南 洛阳 471022）

[导读] 介绍基于ARM的触摸屏控制的设计原理和实现方法。

摘 要：介绍基于ARM的触摸屏控制的设计原理和实现方法。硬件电路主要由PHILIPS公司的ARM7TDMI-S微控制器LPC2290，FM7843控

制器和SID13503控制器构成。利用C语言编写驱动和用户程序，通过触摸屏的FM7843控制器将触摸信号进行A/D转换，进而利用ARM芯片

和彩色液晶屏控制器SID13503，将触摸动作在液晶屏上进行显示，最终实现触摸屏和液晶屏的控制。该设计操作直观、简单、功耗小、提

高了人机交互的友好性。

关键词：触摸屏控制；液晶屏；ARM

引言

随着信息产业的迅猛发展，触摸屏依托其操作简单直观、功耗小、人机交互性好、方便快捷等优点，成为人们获取信息的一种便利工具，已广泛应用于机场、车站、银行等各种需要对公众提供信息服务的行业和电子设备及多媒体行业。而目前的触摸屏性价比较低，人机

交互的友好性体现不够，占用空间多，并且大部分来自国外且价格不菲。借助功能发展已越来越强的ARM处理器，利用PHILIPS公司的

LPC2290芯片，极好的解决了这些缺点，设计出了性价比高、屏幕显示无闪烁、画面切换速度快、占用空间少、人机交互性好、低功耗的触摸屏系统。

1 系统总体设计

彩色液晶屏作为人机交互的最直接画面，通过其内部的液晶屏控制器SID13503与控制芯片LPC2290芯片相连，采用并行接口进行数据传送，对当前的触摸信息进行显示。

触摸屏采用四线电阻式触摸屏，紧贴在液晶显示屏的外表面。作为一种人机交互设备，当用户在触摸屏上有触摸动作时，顶层与底层之间会产生接触，从而使电阻层发生接触。当在Y方向的电极对上施加一确定的电压，在Y平行电压场中，触点处的电压值可以在X＋（或X

－）电极上反映出来，通过测量X＋电极对地的电压大小，便可得知触点的Y坐标值。同理测量触点的X坐标值，通过A/D转换，将数字坐标

信息传递给LPC2290芯片，LPC2290芯片处理信息后，控制液晶显示器进行相应的画面更新动作，实现人机交互功能。

2 硬件部分设计

2.1彩色液晶屏驱动电路及SID13503控制器

用5.2英寸320×240彩色液晶屏，由于液晶屏内部没有集成液晶屏控制器，所以需外接一个彩色液晶屏控制器。液晶屏控制器采用

SID13503，5V电源供电。由于SID13503是可以硬件配置的，所以设计电路时可根据需要对SID13503的VD0-VD15引脚进行设置。由于电路采用8位总线方式连接SID13503，所以SID13503的VD0没有上拉电阻，而且SID13503的DB8-DB15引脚要接5V电源。

将LPC2290的地址总线与SID13503的A1-A16相连。这样LPC2290可以使用16位总线方式操作SID13503（高8位数据被忽略）。

SID13503有两个片选引脚，一个是I/O片选引脚（用于内部寄存器操作），另一个是存储器片选引脚（用于显示存储器操作），所以用了

IO_nCS3，IO_nCS2两个片选信号与其连接。当IO_nCS3为低电平时，信号nIOCS有效，内部寄存器的起始地址为0x83800000；当

IO_nCS2为低电平时，信号nMEMCS有效，显示存储器的起始地址为0x83400000。为了使用I/O接口呈现直接访问方式，故将SID13503的

VD1接了一个10kΩ的上拉电阻。

在接5V电源时，SID13503的VIH＝2V，所以可以直接使用LPC2290的总线与它相连，不需要加电平转换电路。由于SID13503使用的电源是5V，而LPC2290的I/O电压为3.3V，所以在数据总线上串接470Ω的保护电阻。

2.2触摸屏驱动电路及FM7843控制器

触摸屏按其工作原理的不同可分为表面声波屏、电容屏、电阻屏和红外屏几种。其中最常见的是电阻式触摸屏，其屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜。触摸屏工作时，上下导体层相当于电阻网络。当某一层电极加上电压时，会在该网络上形成电压梯

度。如有外力使得上下两层在某一点接触，则在另一层未加电压的电极上可测得接触点处的电压，从而知道接触点处的坐标。彩色液晶屏

上带有触摸屏（四线电阻式触摸屏），用于检测屏幕触摸输入信号，有利于提高人际交互性的友好性。因此在使用触摸屏时，须要一个A/D

转换器将模拟信号转换成数字信号，这里使用触摸屏控制器FM7843来完成这一功能，其A/D转换精度有8位和12位，本设计利用8位精度。

在进行A/D转换后，通过SPI接口把转换结果输出到LPC2290。

3 软件部分设计

3.1触摸屏的驱动程序设计

创建库文件config.h实现对FM7843的最基本的定义，并对FM7843的控制I/O端口进行定义，同时调整DELYA_500NS的值。控制系统时钟的快慢。创建FM7843驱动程序FM7843.C，实现FM7843的驱动。其中，函数DelayNo（）用来实现短软件延时；函数TestDelayNo

（）用来测试短软件延时，以便于产生正确的时序。通过函数FM7843_IRQR（）对FM7843的PENIRQ引脚进行测量，返回当前此引脚的

电平值，返回为0表示PENIRQ为低电平状态，否则为高电平。函数FM7843_IOInit（）用来对FM7843的控制I/O进行初始化，初始化结果

CS=1，DCLK=0，DIN=0；函数FM7843_WriteRead（）对FM7843进行读写操作。

3.2彩色液晶屏的驱动程序设计

首先在库文件config.h中完成对SID13503的最基本的定义。然后编写彩色液晶屏的驱动程序LCDDRIVE.C，通过操作彩色液晶屏控制器SID13503，控制256色RGB伪彩色液晶显示屏。SID13503的寄存器地址为0x838000xx，显示存储器的地址为0x834xxxxx。通过驱动程

序LCDDRIVE.C中的函数S1D13503_Init（）对彩色液晶屏控制器SID13503、寄存器0-D进行初始化；用函数S1D13503_LutInit（）初始化

彩色液晶屏控制器SID13503的调色板，其中调色板红、绿基色设置为0、3、5、7、9、11、13、15，蓝基色设置为0、6、10、15；用函

数LCD_Initialize（）实现LCM的初始化，将LCM初始化为纯图形模式，显示起始地址为0X0000；用填充函数LCD_FillAll（）实现LCD以

图形方式进行填充，填充起始地址为0X0000，dat为要填充的颜色数据。用画图函数LCD_UpdatePoint（）实现在指定位置上画点，并刷新某一点。

3.3用户程序

本程序实现读取触摸屏的动作，并显示一个方点在对应的液晶屏幕上。程序运行时，首先进行必要的初始化，即初始化GPIO、初始化

LCM、将液晶屏片选信号CS置低、填充液晶屏幕背景色并校准屏幕，然后判断是否有触摸动作，如没有则继续等待，直到有触摸输入时，读取触摸动作并判断触摸是否有效，如无效则返回继续等待触摸，若有效，蜂鸣器响一声，获取当前触摸坐标并进行校准，最后将触摸结

果在液晶屏上显示。

总结

近年来，随着微处理器性能的不断提高，特别是ARM处理器系列的出现，嵌入式系统的功能也变得越来越强大。液晶显示器由于具有功耗低、外形尺寸小、价格低、驱动电压低等特点以及其优越的字符和图形的显示功能，已经成为嵌入式系统使用中的首选输出设备。本

设计从触摸屏和液晶显示屏的性能特性着手，设计实现了四线电阻式触摸屏的显示、控制技术，改善了传统嵌入式设备显示与控制的方

式，性价比较高，功耗低，提高了人机交互的友好性，使设备更加人性化，有较广阔的应用前景。

参考文献

[1]周立功.ARM与嵌入式系统基础教程[M].北京:北京航空航天大学出版社，2005.

[2]吴明晖.基于ARM的嵌入式系统开发与应用[M].北京:人民邮电出版社，2004.

[3]欧庆于.基于S3C44B0X+uClinux的触摸屏设计[J].计算机与数字工程，2005（12）.

[4]陈辰.ARM芯片S3C2410触摸屏驱动的研究与开发[J].科学技术与工程，2006（3）.

[5]王洪.ARM HMS30C7202与触摸屏接口电路的设[J].计微计算机信息，2007(2).

合集下载

基于QT移植的ARM触摸屏校准

基于QT移植的ARM触摸屏校准

触摸屏校准

注明：以下操作的前提是： 内核已加载触摸屏驱动

QT移植成功

Tslib安装成功

要求：1.安装成功的tslib存放路径为：nfs挂载文件系统目录下的/usr/local/tslib

2.校准生成的文件存放路径为：nfs挂载文件系统目录下的/etc/pointercal

步骤：

1. 打开nfs挂载文件系统目录下/etc/profile文件

在文件末尾添加环境变量：

export QWS_MOUSE_PROTO=Tslib:/dev/input/event1 //指定设备，决定选择触摸屏，而非鼠标

export QWS_DISPLAY=LinuxFb:/dev/fb0 //指定设备

export QWS_DISPLAY="LinuxFb:mmWidth50:mmHeight130:0" //设置字体显示

export QWS_SIZE=800x480 //设置屏幕大小

保存关闭

2. 删除nfs挂载文件系统目录下/etc/pointercal文件（旧的校准文件）

rm pointercal

3. 连接开发板到主机，确保nfs挂载成功

在终端上运行：cd /usr/local/tslib

ls

./ts_calibrate //校准程序

这时因该看到开发板显示屏上出现十字架光标。

手持触摸杆，依次点击出现的5的十字架光标，校验程序运行完毕，此时已在/etc下生成新的pointercal校准文件。

再在终端运行：./ts_test //测试程序

同样在显示屏上出现光标，这是个测试程序，你可以用触摸杆点着光标并拖动，以测试触摸屏是否可用。如无问题 ，则说明触摸屏已经可以正常使用。

说明：

1. Tslib是用来去抖、校准用的，里面包含了一些触摸屏的配置文件，校准库等。

基于PLC和触摸屏的温度控制

基于PLC和触摸屏的温度控制

第二章：基于PLC、触摸屏的温度控制

本章介绍一个恒温箱的温度控制，温度控制范围为25~100°C，PLC作为控制器，触摸屏作为人机界面。通过人机界面可设定温度和其它系统运行的各参数。

第一节 项目描述

在恒温箱内装有一个电加热元件和一致冷风扇，电加热元件和风扇的工作状态只有OFF和ON，即不能自行调节。现要控制恒温箱的温度恒定，且能在25~100°C范围内可调，如图16-1所示。

图16-1 恒温箱示意图

第二节 项目实现

一、元件选型

1. PLC选型

PLC选S7-200 CPU224 XP CN，该PLC上自带有模拟量的输入和输出通道，因此节省了元器件成本。CPU 224 XP自带的模拟量I/O规格如表16-1所示，含有2个模拟量输入通道和1个模拟量输出通道，各通道信号如表中所示。

表16-1 CPU 224 XP自带模拟量I/O规格

在S7-200中，单极性模拟量输入/输出信号的数值范围是 0 ~32000；双极性模拟量信号的数值范围是 -32000~+32000。

2. 触摸屏选型 触摸屏选择为TP177B的西门子人机界面。

3. 温度传感器选型

温度传感器选择PT100的热电阻，带变送器。测量范围为0~100°C，输出信号为4~20mA，串接电阻把电流信号转换成0~10V的电压信号，送入PLC的模拟量输入通信。

二、PLC软元件分配

Q1.0控制接通加热器

Q1.1控制接通致冷风扇

AIW0接收温度传感器的温度检测值

三、PLC编程

对恒温箱进行恒温控制，要对温度值进行PID调节。PID运算的结果去控制接通电加热器或致冷风扇。但由于电加热器或致冷风扇只能为ON或OFF，不能接受模拟量调节，故采用“占空比”的调节方法。

温度传感器检测到的温度值送入PLC后，若经PID指令运算得到一个0~1的实数，把该实数按比例换算成一个0~100的整数，把该整数作为一个范围为0~10S的时间t。设计一个周期为10S的脉冲，脉冲宽度为t，如图16-2所示。把该脉冲加给电加热器或风扇，即可控制温度。

基于ARM7支持触摸屏和实时操作系统的开发与应用

基于ARM7支持触摸屏和实时操作系统的开发与应用

责任编辑：韩汝水　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｄｅａｓ　基于ＡＲＭ７支持触摸屏和实时操作系统的　开发与应用　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｔｏｕｃｈｉｎｇ　Ｓｃｒｅｅｎ　ａｎｄ　ＲＴＯＳ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ＡＲＭ７　李广荣宗文波韩建超杨丹于海滨刘锏泽北京卫星制造厂（北京１　Ｏ００８４）　

概述　随着信息技术的发展，支持图形　界面的触摸操作和实时操作系统相结　合的应用系统已经越来越广泛地应用　到航空航天、军事、消费类电子、通　讯设备等领域。￣ｃ／ｏｓ．ＩＩ操作系统是　一种占先式、实时操作系统（ＲＴＯＳ），　由于其内核可拆减、可剥离性，使得　它在实时控制领域中有着广泛的应　用。它不仅减小了因为系统硬件设计　缺陷带来的不可靠因素，而且增强了　系统的控制实时性，从软件方面进　一步增强了ＡＲＭ控制系统的性能。　另外，新版本的￣ｃ／ｏｓ—ＩＩ已经通过了　ＦＡＡ认证，很适合应用于对实时性要　求很高的嵌入式工业控制领域，如目　前应用较广泛的军用战斗机、攻击机　和火控系统等。　支持图形界面操作（　ｃ／ＧＵＩ）是　一种较为流行的人机交互系统，它能　够提供了友好的入机交互平台，使得　微处理器成为大多数人都能够使用和　接受的工具。与ＰＣ机不同，由于ｇｃ／　ＯＳ．ＩＩ基本为“黑盒”式操作系统，　对人机界面的控制与开发需比较复杂　的编程技术和时序控制技术。ＡＲＭ７　嵌入式实时控制系统对￣Ｃ／ＧＵＩ的耍　求更高．包括轻型、占用资源少、高　性能、高可靠性及可配置等。因此，　如何将ＡＲＭ７、ｐＣ／ＧＵＩ、￣ｃ／ｏｓ—ＩＩ、　触摸屏驱动和应用程序有机的结合起　来，在ＡＲＭ７上进行运行并完成用户　想实现的任务，成为在嵌入式操作系　统开发中的一项关键技术。　ＬＬＣ，０Ｓ一¨嵌入式操作系统的移植　￣Ｃ／ＯＳ　ＩＩ作为操作系统的内核，　主耍的任务就是完成多任务之间的调　度和同步．协调各个硬件源不会冲　突。与其它嵌入式操作系统相比、它　具有系统透明、可拆减、接口简单的　特点。下面就如何在￥３Ｃ４４Ｂ０进行操　作系统移植和修改作简要的描述：　（１）重新修改ＯＳ　ＣＰＵ．Ｈ文件　ａ１定义数据类型：ｇＣ／ＯＳ一Ⅱ不使　用Ｃ语言中的ｓｈｏｒｔ、ｉｎｔ、１０ｎｇ等与处　理器类型有关的数据类型，而代之以　移植性强的数据类型，这样既直观又　便于移植：　ｂ）定义堆栈增长类型和ＡＲＭ运行　的模式：虽然ＡＲＭ处理器对堆栈向上　与向下的两种增长方式都予以支持，　但由于编译器ＡＤＳ仅支持堆栈从上往　下，并且必须是满递减堆栈，所以在　文件中用来定义堆栈增长方式的常量　ＯＳ　ＳＴＫ　ＧＲＯＷＴＨ的值为ｌ：　ｃ　１需对外部函数声明：如　在“Ｃ／ＯＳ．ＩＩ．ｈ头文件中，有些耍　移植的函数已经声明，包括：　ＯＳＴａｓｋＳｔｋｌｎｉｔ（）、ＯＳＩｎｔＣｔｘＳｗ（ｖｏｉｄ）、　ＯＳＳｔａｒｔＨｉｇｈＲｄｙ（ｖｏｉｄ）。　ｆ２）修改ＯＳ　ＣＰＵ　Ｃ．Ｃ文件　ａ　１任务堆栈初始化函数　ＯＳＴａｓｋＳｔｋＩｎｉｔ（）：在编写任务堆栈初　始化函数ＯＳＴａｓｋＳｔｋｌｎｉｔ（）之前，必须　先根据处理器的结构和特点确定任务　的堆栈结构：　ｂ）钩子函数：　Ｃ／ＯＳ—ＩＩ为了　用户在系统函数中书写自己的　代码而预置了一些钩子函数（如　ＯＳＴｉｍｅＴｉｃｋＨｏｏｋ），这些函数在移植　时可全为空函数，可根据用户的需要　添加。　（３）重点编写ＯＳ　ＣＰＵ　Ａ．Ｓ文件　ＷＷＷ．ｅｅｐｗ．ｃｏｍ．ｃａ　２０１０．９重孑殪品畦苍２１１

基于ARM的校园LED公告板远程控制系统设计

基于ARM的校园LED公告板远程控制系统设计

基于ＡＲＭ的校园ＬＥＤ公告板远程控制系统设计　

０　引言　陈泽婷　

（广东广播电视大学，广州５１００９１）　

摘要：针对传统的单个ＬＥＤ显示屏的控制的问题，开发基于ＡＲＭ器件使用触摸屏技术和Ｚｉｇ—　Ｂｅｅ无线传输技术的校园ＬＥＤ公告板远程控制系统。　

关键词：ＬＥＤ显示屏；ＺｉｇＢｅｅ无线传输；ＡＲＭ　

近年来．Ｉ点Ｄ电子显示屏作为一种高科技产品日　

益引起人们的重视。它可以实时显示或循环播放文字、　

图形和图像信息，具有显示方式丰富、观赏性强、显示　

内容修改方便、亮度高、显示稳定且寿命长等多种优　

点．被广泛应用于诸多领域。随着ＬＥＤ显示屏行业的　

不断发展．人们对ＬＥＤ显示屏的控制要求越来越高．　

尤其是ＬＥＤ显示屏的远程控制．传统的单个ＬＥＤ显示　

屏的控制已经很难满足多个ＬＥＤ显示屏的应用场合　

目前．校园内的ＬＥＤ公告板的使用越来越多，用于各　类通知的宣传和传播．但其控制仍是以单块ＬＥＤ公告　

板控制为主流．操作和更新显示屏信息十分不方便　在　

这种背景下．本设计对目前校园内的ＬＥＤ公告板系统　

进行研究和改进．在原有的Ｉ　Ｄ公告板基础上加入了　

ＺｉｇＢｅｅ收发模块．设计了一个基于ＡＲＭ器件，使用了　

触摸屏技术和ＺｉｇＢｅｅ无线传输技术的校园ＬＥＤ公告　

板系统　

１　控制系统的硬件设计　

１．１　Ｓ３Ｃ２４４０处理器主控板模块　

在此硬件平台上嵌入Ｌｉｎｕｘ实时操作系统．进行校　

园整个ＬＥＤ公告板系统的管理和控制　￥３Ｃ２４４０芯片　

支持触摸屏接口．其包含触摸屏控制器、四个外部晶体　

管．还有一个外部电压源　触摸屏接口控制．选择控制　

信号ｆｎＹＰＯＮ、ＹＭＯＮ、ｎＸＰＯＮ、ＸＭＯＮ）￣模拟引脚与触　摸屏面板的引脚和外部晶体管相连。　

图１系统的硬件总体框架图　

１．２　ＰＳ２键盘模块　

ＰＳ２键盘传输协议是以下面的数据格式进行数据　

传输的：１个起始位（总是逻辑Ｏ），８个数据位（低位在　

前），１个奇偶校验位（奇校验），１个停止位（总是逻辑