基于EP7212的LCD控制及触摸屏接口设计

公司生产的四线电阻触摸屏转换接口芯片。它是一款具有同步串行接口的12位取样模数转换器。在125kHz吞吐速率和2.7V电压下，功耗为750μW。在关闭模式下，功耗仅为0.5μW。由于具有低功耗和高速等特性，被广泛应用在用电池供电的小型手持设备上。

ADS7843的连结关系如图2所示。工作电压Vcc为2.7～5.25V之间，基准电压Vref介于1V到+Vcc之间。其准电压确定了转换器输入范围，输入数据每个数字位代表的模拟电压等于基准电压除以4096。平均基准输入电流由ADS7843的转换率确定。转换器的模拟输入(X+、Y+、X-、Y-)是一个4通道多路器;DCLK是外部时钟输入引脚;CS是片选;DIN是串行输入，控制数据通过该引脚输入;DOUT是串行数据输出，用于输出转换后的触摸位置数据，最大数为二进制的4095;IN3和IN4是辅助引脚;PENIRQ是PEN中断;用于触摸显示屏后引发一个中断。

通过连接触摸屏X+输入到A/D转换器，同时打开Y+和Y-驱动，然后数字化X+的电压，从得到当前Y位置的测量结果。同理也可得到X方向的坐标。

具体设置和使用方法见ADS7843数据手册。下面主要讨论一下ADS7843的模式设置、PEN中断引脚使用、软件编程等。

(1)模式设置

ADS7843有差分(differential)和单端(singleended mode)两种工作模式。这两种模式对转换后的精度和可靠性有一些影响。如果将A/D转换器配置为读绝对电压(单端模式)方式，则驱动(driver)电压的下降将导致转换输入数据的错误;如果配置为差分模式，可以避免上述错误。当触摸屏被按下时，有两种情况影响接触点的电压：一种是当触摸显示屏时，导致触摸屏外层震动;一种是触摸屏顶屏和低层之间寄存器电容引起的电流震荡，以及在ADS7843输入引脚上引起电压震荡。这两种情况都导致了触摸屏上的电压发生震荡以及增加DC值稳定的时间。

在单端模式中，一旦在触摸屏上检测到一次触摸事件，EP7212就发送一串控制字节给ADS7843，要求它进行一次转换。然后，ADS7843在获取周期的起始点，通过内部FET开关提供电压给面板，并导致触摸点电压的升高。正如上面所介绍的，上升的电压在最终稳定之前会震荡一段时间。获取周期结束后，所有FET开关将关闭，A/D转换器将进入转换周期。如果在当前转换周期间，没有发出下一个控制字节，ADS7843将进入低功耗模式并等待下一条指令。由于面板上分布大量电容，特别是滤波噪声，应该注意设置对应于X坐标或Y坐标上的电压。在单端模式中，输入电压必须在Data In word的最后三个时钟周期期间设置，否则将产生错误。

除了内部FET开关从获取周期开始到转换周期结束期间一直保持开发外，差分模式的操作类似于单端模式。加在面板上的电压将成为对A/D转换器的基准电压，提供一个度量比的操作。这意味着如果加在面板上的电压发生变化(由于电源、驱动电阻、温度或触摸屏电阻等改变导致)，则A/D转换器的度量比操作可以对这种变化进行补偿。如果在当前转换周期，发向ADS7843的下一个控制字节所选择的通道与前一个控制字节相同，则在当前转换完成后开关仍然不会关闭。

在这两模式中，ADS7843只有3个时钟周期可以从触摸屏上获取(取样)输入模拟电压，因此为了ADS7843可以获正确的电压，输入电压必须在3个时钟周期的时间范围内设置好。打开驱动将引起触摸屏的电压快速升高，然后设置到最终值。为了得到转换的正确数据。获取必须在触摸屏完全设置好时完成。有两种获取的方式：一是采用单端模式，用相对较慢的时钟，这样扩展了获取时间(3个时钟周期);二是采用差分械，用相对较快的时钟，在第一个转换周期设置电压，第二个转换周期获取准确的电压。第二种方式的两个控制字节相同，内部X/Y开关在首次转换后不会关闭，由于首次转换期间电压还不稳定，因此要求丢弃首次转换的结果。使用第二种方式的另一个优点是降低功耗，在全部转换后，ADS7843进入低功耗模式并且等待下一次取样周期。对于慢时钟这种情况，下一次取样可能在当前转换结束后立即进入取样周期，没有时间进入低功耗模式。

在单端模式下不能使用快速时钟。

差分模式具有以下特点：①能够在不扩展转换器获取时间的条件下，用很长的设置时间处理触摸展，即触摸屏电压可以有足够的时间稳定下来。②通过用快速时间，ADS7843可以进入低功耗模式，从而可以节约电池能量。建议使用差分模式。

(2)PEN中断引脚使用

该引脚的主要作用是让设计者可以完全控制ADS7843的低功耗模式操作。如图3所示，I/O1和I/O2是引自EP7212的通用目的输入/输出口。当电源加入系统且转换器被设置(PD1、PD0=00)之后，转换器进入低功耗模式。当未