基于STM32的电池管理系统触摸屏设计方案

　　2 方案用到的主要器件介绍

　　2.1 STM32F103介绍

　　方案中主控器件STM32F103单片机使用的是ARM 公司为要求性能高、成本低、功耗低的嵌入式应用专门设计的32位的ARMCortex-M3内核。

　　拥有可达128KB的嵌入式闪存、20kB的SRAM 和十分丰富的外设：两个1μs的12位ADC,一个全速USB（OTG）接口，一个CAN 接口，三个4 M/S的UART,两个18 M/S的SPI,两个I2 C等。内部还集成了复位电路、低电压检测、调压器、精确的RC振荡器等，大大方便了用户的开发。该系列单片机不仅功能强大而且功耗相当低，在72 MHz时消耗36 mA（所有外设处于工作状态），相当于0.5 mA/MHz,待机时下降到2μA ,是32位市场上功耗最低的产品。综上STM32F103系列单片机的性能完全可以满足液晶触摸显示屏的所有控制需要，内置A/D可以用于触摸屏控制，丰富的I/O 接口可以用于与TFT液晶屏模块的通信，并且其本身自带CAN控制器可以作为与外界通信接口，用STM32F103做主控制器可以减少使用器件从而简化使整体电路，很好地达到降低EMS成本的目标。

　　2.2 TFT液晶屏模块

　　本方案选用的是3.5寸的TFT液晶屏模块，工作电压3.3 V,最大工作电流70 mA.支持320×240分辨率，内置230K内存显示可到256K色，可显示文字和图形，采用LED背光设计，使用软件即可对背光亮度进行调节，内置简体中文字库，支持2D的BTE引擎，同时建几何图形加速引擎，可以对显示对象进行复杂的操作如画面旋转功能、卷动功能、图形Pattern、双层混合显示和文字放大等等。这些功能将可节省用户在TFT屏应用的开发时间，提升MCU软件的执行效率并且使画面更加绚丽，显示功能更加丰富，使显示屏显示能力大大增强。提供8位或16位总线接口，方便与MCU的连线，适应性强，连接设计灵活。

　　3 硬件连接设计方案

　　3.1 总体构架

　　液晶触摸显示屏系统主要由微控制器STM32F103F103、TFT液晶屏模块、四线电阻触摸屏以及与外界通信的CAN总线接口组成。硬件模块连接如图3所示，其中四线电阻触摸屏的触摸检测装置安装在TFT液晶屏前面用于检测用户触摸的位置，本方案利用STM32F103 自带A/D 转换功能，由STM32F103实现触摸屏控制器的功能来直接控制四线电阻触摸屏，检测触摸信息并计算出触点坐标。然后STM32F103通过I/O接口与TFT液晶屏模块通信，将处理好的有效信息通过TFT 液晶屏显示出来。由于STM32F103内置CAN 总线控制器所以CAN总线接口可以直接从STM32F103的管脚引出，用来与EMS进行通信，完成现实信息采集，设置参数等功能。

图3 方案总体框图

3.2 STM32F103F103与四线电阻触摸屏的接口电路

　　如图4所示，STM32F103F103与四线电阻触摸屏直接通过自身的I/O口连接，实现触摸屏控制器功能。其中PA8、PA9、PA10、PA11分别作为四个三极管的控制端，通过控制三极管通断，来控制四线触摸屏的Y+、Y-、X+、X-.PA1,PA2是两个A/D转换通道，分别连接Y+和X+用于计算触摸点的X和Y坐标。PA3连接内部中断用于检测触摸屏是否有触摸动作。触摸屏平时运行时，令PA8、PA9、PA11输出0,PA10=1,即只让VT2导通。当有触摸动作时，D1导通给PA3一个中断信号，STM32F103接收到中断请求后立即置PA8=1,导通VT1,这样在Y+、Y-方向上就加上电压，同时启动A/D转换通道PA2,通过输入X+上电压计算出触摸点的Y坐标，然后同理令PA8、PA10为0,PA9、PA11为1,启动A/D转换通道PA1,通过输入Y+上电压计算出触摸点X的坐标。

图4 STM32F103与四线电阻触摸屏接口电路