通过ADS7846在PDA上实现个性化书法输入

书法艺术是中国传统文化的瑰宝。如果用笔尖或指尖在触摸屏上挥洒自如写字，LCD上能显示出犹如用毛笔或钢笔收写时的书法效果，并能显现出书写人独特个性的隽秀笔迹，那么就会使人体会到淋漓尽致的书法艺术。但现有的PDA（Personal Digital Assistant）通过触摸屏画出线条，显示屏上显示出的线条粗细都是相同的，无法写出笔划粗细相间的文字，也就无法模拟出毛笔或钢笔书写时笔锋的效果。为弥补以上不足，笔者采用能采样触点压力的ADS7846触摸屏控制器[1]，编写了采样触点坐标值和压力值的驱动程序，实现了通过触摸屏输入，在液晶显示器上显示书法出良好的效果。就象手中拿着毛笔或钢笔在触摸屏上写字一样，无论是行书、草书、隶书还是楷书，都能显示出令人满意的效果，并且完全保留了书写人的字迹特点。

1 ADS7846触摸屏控制器原理和功能概述

基于四线电阻式触摸屏的输入系统由触摸屏、触摸屏控制器、微控制器及其相应软件构成。其中，触摸屏控制器相当于触摸屏与微控制器之间的接口。触摸屏体是一个四层的复合薄膜，，附着在显示器表面与显示器配合使用。复合薄膜的最下层是玻璃基层，最上层是光滑防刮的塑料层，中间为两层透明导电涂层。每一导电层为触摸屏的一个工作面，每个工作面的两端各涂有一条银胶，称为该工作面的一对电极，分别称为X“电极对”和Y“电极对”。当触摸屏控制器在X“电极对”上施加一确定的电压，而Y“电极对”上不加电压时，X“电极对"所在的工作面上就会形成均匀连续的平行电场。当用手指触及触摸屏表面时，触点处的电压反映了触点在X工作面上的位置，将该电压通过Y+（或Y-）电极引到触摸屏控制器，并经过A/D转换，便可得到触点电压的数字量，即X坐标。同理，在Y“电极对”上施加电压，以X+（或X-）电极为测量电极，便可测得Y坐标。微控制器根据触点坐标位置以及对应坐标位置上显示的内容，便可得知触摸者的意图。

ADS7846是Burr-Brown公司生产的一种四线式触摸屏控制器，在与触摸连用时，一旦笔尖或指尖点触在触摸屏上，便可迅速得到该点的位置信号，从而达到在触摸屏表面雪址的目的。ADS7846是典型的逐步逼近寄存器型A/D变换器，包含了取样/保持功能。ADS7846与其前代产品ADS7843相比，增加了片内温度测量、触摸压力测量、外模拟量测量和电池电压测量四个功能。

ADS7846的核心部件是一个具有采样和保持功能的12位逐次逼近式A/D转换器。内部的六选一模拟多路开关根据微控制器送来的命令字选择六个模拟量：X+、Y+、Y-、VBAT（电池电压）、TEMP（温度）和AUXIN（外模拟量）之一送入A/D转换器，转换后通过SPI接口将数字量送入微控制器。ADS7846还设置有触摸识别电路，当检测到有触摸时，该电路输出一个低电平信号，称为PENIRQ#（笔中断），ADS7846以这个信号向微控制器提出测量触点坐标的中断请求。触点坐标的公式如下：

式中，X和Y分别为触点在X工作面和Y工作面上产生的电压的数字量的测量值，可通过采样得到；（X，Y）反映了触点在触摸屏上的坐标的公式如下XMIX、YMIN、XMAX和YMAX分别为触摸屏上最小和最大坐标点在X工作面和Y工作面上产生的电压的数字量的实际测量值，它们是常量，可通过测量得到；（XMIN，YMIN）和（XMAX，YMAX）反映了触摸屏上最小、最大坐标点的坐标；w和H分别是LCD显示屏X轴和Y轴上的象素点总数；（X1，Y1）为触点映射到LCD显示屏上的像素点坐标。