基于TSC2007触摸屏设计方案.doc

基于TSC2007的触摸屏设计方案 TSC2007 是美国 TI 公司推出的新一代 4 线制触摸屏控制器，它在与触摸屏连接后，一旦有笔或手指触摸在屏上时，便可以迅速得到该点的位置信号，从而达到在触摸屏表面上寻址的目的。 TSC2007 是典型的逐步逼近寄存器型 A ／ D 变换器，其结构以电容再分布为基础，同时内部包含有取样／保持功能。 TSC2007 具有片内温度测量、触摸压力测量和预处理三项功能。 TSC2007 的主要特点如下： 具有 4 线制触摸屏接口； 可单电源工作，电压范围为 1.2 ～ 3.6 V ； 带有 I 2C 接口，能以标准模式、高速模式和超高速模式进行数据传输与通讯； 具有可编程 8 位或 12 位分辨率； 具有 1 路辅助模拟量输入； 具有静电保护。 TSC2007 可广泛用于有触摸屏的应用中，如个人数字助理 (PDA) 、笔记本电脑等。 1 TSC2007 触摸屏控制器 1.1 引脚功能 TSC2007 的引脚和 TSC2003 的引脚完全兼容，可以插入和 TSC2003 相适应的插座中，因此，可以很方便地替换原来使用的 TSC2003 以进行更新升级。 TSC2007 采用 CMOS 工艺制作，具有 TSSOP16 和 WCSP12 两种引脚封装形式，其工作温度范围为 -40 ～ + 85 。 图 1 所示是 TSC2046 在 TSSOP 16 封装形式下的引脚排列，各引脚功能如下： ◇工作电压： +1.2 ～ +3.6V ； AD 采样时间：≥ 160 ns ( 在 SCL=1.7 MHz 情况下 ) ； AD 转换时间：≤ 150ns( 条件同上 ) ； 开关延时时间：≤ 30ns ； 参考电压范围： +1.2 ～ +3.6 V ； 温度范围： -40 ～ + 85 ； 静电保护电压：≤± 8kV ； 功耗：≤ 53.32 μ W( 在 2.7 V ，高速模式情况下 ) 。 1.3 TSC2007 的工作方式 由于在触摸屏被点击之后，一般都需要确定所点击点的 X 、 Y 坐标参数，以备系统处理并发送相应的消息。为此，设计时就需要对 TSC2007 进行读写操作。 TSC2007 的写操作时序如图 2 所示。当 SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，系统开始传送数据。数据的前五位为固定的 10010 ，后两位为地址，可表示四个从设备，第八位为 0( 表示 write) 。 当 TSC2007 收到数据后，会确认一位 0 。然后由 MCU 收到确认后，再发送一个字节的命令字，然后再等 TSC2007 确认，从而完成写操作，最后，再由 MCU 发送一个结束信号以结束操作。其中的命令字节含义如表 1 所列。 中的 PD1-PD0 为节能 bit 位； M 为模式位，该位为 0 表示 TSC2007 是 12 bit 模式，为 1 时是 8 bit 模式； X 为无关位。 TSC2007 的读操作时序图如 3 所示。读操作时，首先由 MCU 发送一个开始信息，然后传送 8bit 地址信息，该信息与写操作时传送的前 7 个 bit 位一样，只是第 8 个 bit 为 1( 表示 read) 。此后，经 TSC2007 确认后， MCU 便可接受 8bit 或 12bit 数据，也就是 TSC2007 发送的 x 值或者 y 值。 1.4 TSC2007 的读写操作注意事项 SDA 引脚及 SCL 引脚上数据的改变必须延时一段适当的时间，延时太短，数据读入可能不成功，太长则浪费系统资源。一般可在 20 μ s 左右。读写操作时的时序非常重要。 SDA 线上的数据状态仅在 SCL 为低电平期间才能改变，而在 SCL 为高电平期间， SDA 状态的改变则被用来表示数据传输的起始和停止条件。因此，若时序控制不好，则将得不到正确的读数。同时，当主处理器在对 TSC2007 进行写操作时。还应该屏蔽它的中断脚 PENIRQ ，这样可以阻止中断脚的不停下降而触发中断。 2 硬件设计 2.1 TSC2007 的硬件连接电路 基于 TSC2007 的触摸屏接口电路连接图如图 4 所示。其中， 10 脚 (PENIRQ) 、 11 脚 (SDA) 、 12 脚 (SCL) 分别与 MCU 的 3 个 GPIO 口 ( 通用输入输出脚 ) 进行通信。通过程序模拟在 SCL 脚上产生方波，就可在 SDA 脚上进行数据的传输，并在 PENIRQ 脚上传输中断信号。 2.2 I 2C 总线原理 I 2C 总线是由数据线 SDA 和时钟 SCI 胸成的串行总线，可用于发送和接收数据。其 CPU 与被控 IC 之间、 IC 与 IC 之间进行双向传送的最高传送