另一方面,XPT2046可以用作12位4通道输入的ADC,也可以用作4线电阻触摸板的驱动芯片。 介绍作为触摸屏驱动的使用原理和方法。
首先,简单说明4线式电阻式触摸屏的驱动原理。
电阻膜式触摸面板内部结构:
按下触摸屏后,RX-、RX、RY-、RY的电阻值发生变化,通过测量该电阻值,得到按下的位置。
要得到x坐标,向x电极施加驱动电压v、X-并接地,用y或Y-测量电压值,即可得到RX、RX-的电阻值关系。
要得到y坐标,向y电极施加驱动电压v、Y-并接地,用x或X-测量电压值,即可得到RY、RY-的电阻值关系。
二、XPT2046介绍XPT2046是一款四线电阻触摸屏控制器,包括12位分辨率125KHz的转换速度逐次逼近型A/D转换器。 XPT2046支持1.5V到5.25V的低电压I/O接口。 XPT2046通过执行两次A/D转换可以检测按下的屏幕位置,还可以测量触摸屏上的压力。 内部附带2.5V基准电压,可用于辅助输入、温度测量、电池监视,电池监视的电压范围可从0V到6V。 XPT2046芯片内集成有温度传感器。 在2.7V典型工作状态下,可以关闭基准电压,使功耗小于0.75mW。
XPT2046可以单电源供电,电源电压范围为2.7V~5.5V。 参照电压值直接决定ADC的输入范围,参照电压可以使用内部参照电压,也可以从外部直接输入1V到VCC范围内的参照电压(需要外部参照电压源的输出阻抗低)。
因为XPT2046没有内部时钟,所以它的工作全部由外部时钟控制,外部时钟由dclk(16针)输入。
x、y、VBAT、Temp和AUX模拟信号经片上控制寄存器选择后进入ADC,ADC可以配置为单端或差分模式。 vbat(7针)、Temp (内部温度传感器)、aux (8针) )时设定为单端模式。 用作触摸屏时,通过配置在差分模式下,可以有效消除驱动开关的寄生电阻和外部噪声引起的测量误差,提高转换精度。
1、首先查看其内部框图:
可以看到,有多路复用器选择哪个路由到后面的ADC进行采样。 多路复用器的输入包括XPT2046内部温度传感器,可用于测量其自身的温度。 用R1和R2对VBAT引脚的输入进行分压后的电压值可以用于测量外部电池的电压值; AUX引脚电压值; X-、x、Y-、y端子的电压值。
X-、x、Y-、y端子的后面连接有MOS管,控制逻辑可以打开MOS管3和4根X-、Y-进行接地。 也可以打开MOS管1和两根x、y连接到VCC上。
要测量x坐标,请打开MOS管1和3,然后在多路复用器中选择Y-或y进行采样。
2、插针图和应用原理图
VBAT:电池电源监控脚,无需悬空。
IN:ADC辅助通道,不用悬空。
VREF:基准电压的输入端子,使用外部基准电压时,该脚可以连接基准电压,不悬空。
PENIRQ:如果触摸中断信号设置为有效,则每次按下触摸屏时,触摸中断信号的管脚都会被拉到低电平。 主控检测到此信号后,可以通过发送控制信号来阻止笔触中断,避免在转换过程中意外触发控制器中断。 该引脚的内部连接有50K的上拉电阻。
CS:芯片检查信号。 CS_N下降时,控制转换时序,使串行输入输出寄存器有效进行数据的输入输出。 该端子为高电平时,芯片(ADC )进入断电模式。
3358 www.Sina.com/:驱动Sara DC转换过程并驱动数字I/o中串行数据传输的外部时钟输入。
DCLK:芯片的数据串行输入端,CS为低电平时,数据在串行时钟DCLK的上升沿被锁存到芯片上的寄存器中。
DIN:在串行时钟DCLK的下降沿,串行数据输出的数据从该端子脱落,当CS_N端子为高电平时,该端子呈高阻抗状态。
DOUT:繁忙输出信号,芯片收到命令并开始转换时,该引脚将出现DCLK周期的高电平。 该管脚从高电平变为低电平时,转换结果的最高有效位数据出现在DOUT管脚上,主机可以读取DOUT的值。 CS端子为高电平时,BUSY端子为高电阻状态。
3、基准电压REF和-REF之间的电压差决定模拟输入的电压范围。 在12位分辨率中,数据结果的最小值是VREF/4096。
4、通信时机
通信过程很简单,首先
主机向XPT2046写入8个字节的控制字节,然后从XPT2046中读出转换数据即可,读出来的数据有16位,只有高12位是有效数据。控制字节的含义如下:
1)通道选择
2)、单端模式或差分模式的区别:
单端模式简单,在采样过程完成后,转换过程中可以关闭驱动开关,降低功耗。但这种模式的缺点是精度直接受参考电压源的精度限制,同时由于内部驱动开关的导通电阻存在,导通电阻与触摸屏电阻的分压作用,也会带来测量误差。
差分模式的优点是:+REF和-REF的输入分别直接接到YP、YN上,可消除由于驱动开关的导通电阻引入的坐标测量误差。缺点是:无论是采样还是转换过程中,驱动开关都需要接通,相对单端模式而言,功耗增加了。
3)、电源模式:
ADC的内部参考电压可以单独关闭或者打开,但是,在转换前,需要额外的时间让内部参考电压稳定到最终稳定值;如果内部参考源处于掉电状态,还要确保有足够的唤醒时间。ADC要求是即时使用,无唤醒时间的。另外还得注意,当BUSY是高电平的时候,内部参考源禁止进入掉电模式。XPT2046的通道改变后,如果要关闭参考源,则要重新对XPT2046写入命令。
一分快三计划导师QQ群号Q:如果触摸中断信号设置为有效,则每次按下触摸屏时,触摸中断信号的管脚都会被拉到低电平。 主控检测到此信号后,可以通过发送控制信号来阻止笔触中断,避免在转换过程中意外触发控制器中断。 该引脚的内部连接有50K的上拉电阻。
CS:芯片检查信号。 CS_N下降时,控制转换时序,使串行输入输出寄存器有效进行数据的输入输出。 该端子为高电平时,芯片(ADC )进入断电模式。
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DCLK:芯片的数据串行输入端,CS为低电平时,数据在串行时钟DCLK的上升沿被锁存到芯片上的寄存器中。
DIN:在串行时钟DCLK的下降沿,串行数据输出的数据从该端子脱落,当CS_N端子为高电平时,该端子呈高阻抗状态。
DOUT:繁忙输出信号,芯片收到命令并开始转换时,该引脚将出现DCLK周期的高电平。 该管脚从高电平变为低电平时,转换结果的最高有效位数据出现在DOUT管脚上,主机可以读取DOUT的值。 CS端子为高电平时,BUSY端子为高电阻状态。
3、基准电压REF和-REF之间的电压差决定模拟输入的电压范围。 在12位分辨率中,数据结果的最小值是VREF/4096。
4、通信时机
通信过程很简单,首先
主机向XPT2046写入8个字节的控制字节,然后从XPT2046中读出转换数据即可,读出来的数据有16位,只有高12位是有效数据。控制字节的含义如下:
1)通道选择
2)、单端模式或差分模式的区别:
单端模式简单,在采样过程完成后,转换过程中可以关闭驱动开关,降低功耗。但这种模式的缺点是精度直接受参考电压源的精度限制,同时由于内部驱动开关的导通电阻存在,导通电阻与触摸屏电阻的分压作用,也会带来测量误差。
差分模式的优点是:+REF和-REF的输入分别直接接到YP、YN上,可消除由于驱动开关的导通电阻引入的坐标测量误差。缺点是:无论是采样还是转换过程中,驱动开关都需要接通,相对单端模式而言,功耗增加了。
3)、电源模式:
ADC的内部参考电压可以单独关闭或者打开,但是,在转换前,需要额外的时间让内部参考电压稳定到最终稳定值;如果内部参考源处于掉电状态,还要确保有足够的唤醒时间。ADC要求是即时使用,无唤醒时间的。另外还得注意,当BUSY是高电平的时候,内部参考源禁止进入掉电模式。XPT2046的通道改变后,如果要关闭参考源,则要重新对XPT2046写入命令。