彩色液晶接口电路设计及触摸屏的编程与调试

摘 要： 本文以单片机C8051F020 为核心控制芯片， 对由控制芯片TFT 6448b 控制NL 6448AC33- 18 彩色显示屏和单片机C8051F020 控制四线电阻式触摸屏组成的人机界面控制系统， 作了较为深入的分析与研究。介绍了C8051F020 单片机的功能特点， 端口配置方法和对它的编程具体操作方法； 以及液晶芯片TFT6448b 和触摸屏的管脚功能和工作原理。描述了单片机C8051F020 实现控制彩色液晶进行显示和控制触摸屏按要求正确工作的原理，给出了系统硬件设计原理图以及软件流程图， 阐述了硬件设计框图和实现过程。着重论述触摸屏硬件接口电路设计及软件编程与调试， 实现了彩色液晶显示及触摸屏控制功能， 实现了页面显示及页面切换功能。为便于程序的扩展、修改和今后的应用， 应用C 语言编程， 所有程序按功能采用模块化设计， 程序设计的逻辑关系简洁明了。

引言

触摸屏是目前最简单、方便、自然的而且又适用于中国多媒体信息查询国情的输入设备， 它具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。触摸屏技术被认为是未来人机交互科技的主流方向之一，相关的产业及其产品的应用也正在成为一个热点。

本设计题目来自于广西区自然科学基金项目， 是基金项目中的一个研究子模块， 本文作者在毕业设计期间针对NL 6448AC33218 彩色液晶显示屏及其触摸屏， 应用C8051F020 单片机控制芯片， 采用单片机C 语言编制程序并进行调试， 并且程序采用模块化设计。

一、系统构成

本设计是基于单片机C8051F020 微处理器控制的彩色液晶及触摸屏的控制系统， 系统结构框图如图1所示：

图1 系统结构框图

二、系统连接方式及工作过程

（一）C8051F020 控制TFT6448b 的工作过程

在用C8051F020 实现对TFT 6448b 的控制过程中， 采用总线方式进行控制。因为TFT 6448b 液晶控制器自带有锁存功能， 所以在使用总线方式进行控制时并不需要外加锁存芯片， 只须使用单片机C8051F020 的P0、P2、P3 口就可以实现。在系统加电之前， 由于C8051F020 的典型工作电压为313V , TFT 6448b 的工作电压是5V , 对P0、P2、P3 口相应连接管脚进行驱动能力扩展； 根据控制需求， 通过P0、P2、P3 端口寄存器， 将相应端口的引脚配置成漏极输出方式。将P3 口配置成为数据？地址输出口， 输出地址时， 其为地址总线的低八位， P2 口提供高位地址； 传输数据时， 其为8 位数据总线口。系统加电后， 使得TFT 6448b 的片选信号？C S 有效， 通过往TFT 6448b 的相应行、列、控制、数据寄存器中写入数据， 即可用C8051F020 芯片实现对TFT 6448b的控制， 从而实现彩色液晶的显示控制。

（二） 触摸屏硬件接口电路及工作原理

图2 触摸屏硬件接口电路

根据四线电阻式触摸屏的工作原理， 结合图2 中触摸屏硬件接口电路。

该触摸屏硬件接口电路的具体工作过程如下： 1、如图2 所示电路， 连接好线路， 给电源输入端、参考基准电压端接入313V 的直流电源； 2、结合软件编程对AD0 进行初始化， 系统处于休眠状态时， 软件开中断， 截止PN P1、PN P2、N PN 1, 饱和导通N PN 2; 3、等待触摸屏被触摸； 4、若触摸屏上发生触摸， 进入中断服务程序， 关掉外部中断， 进行短暂延时以消除外界抖动。通过判断中断输入口P010 的电平变化， 确定抖动是否结束。通过软件截止PN P2、N PN 2, 饱和导通PN P1、N PN 1, 选择模数转换通道A IN 010, 采集触摸点的X 方向坐标值，延时等待转换结束， 移出转换结果； 电极电压切换， 通过软件置位， 截止PN P1、N PN 1, 饱和导通PN P2、N PN 2, 选择模数转换通道A IN 011, 采集触摸点的Y 方向坐标值， 延时等待转换结束， 移出转换结果； 5、通过将采集到的X 和Y 坐标值与设定的按键边界值进行比较， 若比较结果为真， 则切换到相应的子页面， 否则， 重新开中断， 并返回主程序； 6、触摸屏硬件接口电路工作过程重新回到步骤3, 继续等待下一次触摸。