基于触摸屏的太阳能热水器控制系统设计

摘要：在分析液晶触摸屏的工作原理基础上，分析触摸屏专用控制器RA8806的工作原理与控制方式。通过RA8806与单片机PIC16F877的接口设计，给出系统中触摸屏的显示画面，以及触摸控制的程序流程图，同时写出了具体程序。实践证明该设计方法完全能够满足实际应用的需要。
关键词：触摸屏；控制器RA8806；太阳能热水器；PIC16F877

触摸屏作为智能仪器，仪表的输入设备。是具有简单、方便、自然的人机交互方式。而电阻式触摸屏对外完全隔离，不怕油污、灰尘、水，经济性能好，适应于各种恶劣的环境，因此应用到太阳能热水器的显示界面，同时起到控制执行器工作的作用。

1 触摸屏的结构和原理
触摸屏的基本原理是，用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸的位置(以坐标形式)由触摸屏控制器检测，并通过I／O口送到CPU，从而确定输入的信息。触摸屏的本质是传感器，它由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置接收触摸信息，并将它转换成触点坐标送给触摸屏控制器，它同时能接收触摸屏控制器发来的命令并加以执行。
本设计选用的是四线制电阻式触摸屏，是在强化玻璃表面分别涂上两层透明氧化金属导电层，利用压力感应进行控制。当手指触摸屏幕时，两层导电层在触摸点位置就有了接触，电阻发生变化。在X和Y两个方向上产生信号，然后传送到触摸屏控制器RA8806。控制器侦测到这一接触并计算出(X，Y)的位置，再根据模拟鼠标的方式动作。
电阻式触摸屏将矩形区域中触摸点的物理位置转换为代表X方向和Y方向的电压。上下两个导电层一个是水平方向，一个是竖直方向，分别用来测量X和Y的坐标位置，在水平面上的电极称为X+电极和X-电极，在竖直平面的电极称为Y+电极和Y-电极，如图1所示。浏量X方向的时候，将X+、X-之间加上参考电压VOC，Y-断开，用Y+电极作为测量点，获得X方向的电压，得到的电压值经A／D转换，就可对应的判断出接触点的X坐标；同理测量Y方向的电压，之后再完成电压与坐标的换算。触摸点M处测量结果计算如下：

2 液晶显示触摸屏的硬件设计
液晶触摸屏包含图形液晶显示模块和附着在显示屏上的触摸屏两部分，借助于触摸屏控制器RA8806与微处理器PIC16F877实现软硬件接口，通过检测用户在触摸屏上的触摸位置，实现显示与控制功能。
2．1 RA8806控制器
对触摸屏的控制需要选用专门的触摸屏控制芯片，触摸屏控制芯片不仅能够完成A／D转换而且能够实现电极电压的切换，本设计选用了四线电阻式触摸屏控制器RA8806。
RA8806是一个文字与绘图模式的点矩阵液晶显示控制器，其内建了双图层(Two Page)显示内存，及512kB ROM的字型码，可以显示全型(16×16 pixels)的繁体中文字型或是简体中文字型。RA8806支持可转换8-bit数据总线的8080／6800系列之MPU接口，而对于LCD驱动接口，RA8806亦可以被设定为4-bit或8-bit的数据总线。在一般模式下，RA8806可支持最大到320x240点分辨率的LCD面板。RA8806也内建了智能型触控扫瞄控制器，支持了4线电阻式触控扫瞄接口，而可程序化的PWM可以用来调节LCD面板的对比或背光。RA8806也提供一个强大且聪颖的4x8(32键)或8x8(64键)的键盘扫瞄接口，其中更包含了长按键的功能，同时透过适当的中断和轮询机制让使用者可以轻易的操作触控扫瞄、键盘扫瞄和电源管理等功能，因此可以有效的减轻MPU的负担。