基于STM32的电池管理系统触摸屏设计

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

3.3 STM32F103F103与TFT液晶屏模块控制器的接口电路

如图5所示，STM32F103F103通过I/O 接口与TFT液晶模块相连接，虽然很多的TFT液晶模块中内置的液晶屏控制器都支持SPI 接口通信（如ILI9325）但由于SPI传输速度较慢不利于液晶数据的快速传输，因此很多液晶模块都选择采用并口通信。

其中PB0-PB15分别与D0-D15相连作为数据通信口，PA0、PA4、PA5、PA6、PA7 分别连接RESET、CS、RS、WR、RD,作为控制口，实现复位、片选、指令数据切换、读写等控制功能。

图5 STM32F103F103与TFT液晶模块接口电路

　4 软件设计

软件部分的编程采用C语言，一方面主要完成STM32F103对I/O 管脚的配置，用来实现对四线电阻触摸屏端子状态的控制，通过中断方式检测是否有触摸信息，配置A/D转换通道，读入电压根据公式计算出触点坐标。另一方面主要完成通过与TFT液晶模块的通信控制，实现触摸点坐标与液晶屏坐标的对应并有效完成显示任务。软件的开发环境是MDK,MDK 将ARM 开发工具RealView DevelopmentSuite（简称为RVDS）的编译器RVCT与Keil的工程管理、调试仿真工具集成在一起，支持ARM7、ARM9和最新的Cortex-M3核处理器，自动配置启动代码，集成Flash烧写模块，强大的Simulation设备模拟，性能分析等功能，与ARM 之前的工具包ADS等相比，RealView编译器的最新版本可将性能改善超过20%.具体流程如图6所示。

图6 程序流程图

　　5 结束语

本文提出了基于STM32F103F103单片机的EMS液晶显示触摸屏的设计方案。STM32F103F103的高速、低耗的优越性能完全可以达到触摸屏的主控制芯片要求，TFT液晶显示器可以满足更复杂、多彩、灵活的显示任务，符合显示屏性能不断攀升的发展趋势。本设计充分利用了STM32F103芯片的优势，抛弃了传统触摸屏控制器控制触摸屏的方案，利用自身A/D完成了触摸屏功能，本方案大大简化了硬件电路结构，通信更可靠，编程也更加简洁，最终既能达到EMS显示要求，出色地显示和设置了系统所需要的数据，又能降低系统的成本，通过实际使用达到了良好的效果。鉴于当前电动车的快速发展，本方案可以拥有不错的应用前景。