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当前位置：&>>&&>>&&>>&触摸屏原理及在单片机系统中的应用
　　摘 要：文章简要介绍了的结构及工作原理，并以TI公司的控制芯片为例，介绍触摸屏在系统中的典型应用电路，讨论了触摸屏控制芯片的应用方法和技巧，对实用系统的开发和设计具有一定的指导作用。
　　触摸屏作为一种特殊的计算机外设，是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。触摸屏的应用范围十分广泛，主要用于大型商场、电信、税务、银行、电力等部门的业务查询：城市街头的信息查询，此外还应用于工业控制、军事指挥、游戏 多媒体教学等领域。随着生活中类似于PDA的手持设备的越来越多，彩色触摸屏也变得越来越普及，并逐渐成为当今的主流配置。本文主要介绍在嵌入式应用系统中应用较广泛的触摸屏ADS7843的特点、原理以及实际使用方法。
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引言在电子产品开发的实践过程中，往往会碰到很多干扰方面的问题，这些问题对产品的可靠性和性能指标都会产生严重影响，同时需要大量时间和资源去进行排查修正，成为产品量产的瓶颈。在测试测量产品设计中，就是较为常见的一类干扰。共地干扰来源共地干扰，又称公共地阻抗耦合干扰，是由于电路中的...[][][][][][][][][][]
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LCD1602的单片机驱动详解
LCD1602是很多单片机爱好者较早接触的字符型液晶显示器，它的主控芯片是HD44780或者其它兼容芯片。刚开始接触它的大多是单片机的初学者。由于对它的不了解，不能随心所欲地对它进行驱动。经过一段时间的学习，我对它的驱动有了一点点心得，今天把它记录在这里，以备以后查阅。与此相仿的是LCD12864液晶显示器，它是一种图形点阵显示器，能显示的内容比LCD1602要丰富得多，除了普通字符外，还可以显示点阵图案，带有汉字库的还可以显示汉字，它的并行驱动方式与LCD1602相差无几，所以，在这里花点时间是值得的。
一般来说，LCD1602有16条引脚，据说还有14条引脚的，与16脚的相比缺少了背光电源A(15脚)和地线K(16脚)。我手里这块LCD1602的型号是HJ1602A，是绘晶科技公司的产品，它有16条引脚。如图1所示：
再来一张它的背面的，如图2所示：
它的16条引脚定义如下：
对这个表的说明：
1.&&& VSS接电源地。
2.&&& VDD接+5V。
3.&&& VO是液晶显示的偏压信号，可接10K的3296精密电位器。或同样阻值的RM065/RM063蓝白可调电阻。见图3。
4.&&& RS是命令/数据选择引脚，接单片机的一个I/O，当RS为低电平时，选择命令；当RS为高电平时，选择数据。
5.&&& RW是读/写选择引脚，接单片机的一个I/O，当RW为低电平时，向LCD1602写入命令或数据；当RW为高电平时，从LCD1602读取状态或数据。如果不需要进行读取操作，可以直接将其接VSS。
6.&&& E，执行命令的使能引脚，接单片机的一个I/O。
7.&&& D0&D7，并行数据输入/输出引脚，可接单片机的P0&P3任意的8个I/O口。如果接P0口，P0口应该接4.7K&10K的上拉电阻。如果是4线并行驱动，只须接4个I/O口。
8.&&& A背光正极，可接一个10&47欧的限流电阻到VDD。
9.&&& K背光负极，接VSS。见图4所示。
二．基本操作
LCD1602的基本操作分为四种：
1.&&& 读状态：输入RS=0，RW=1，E=高脉冲。输出：D0&D7为状态字。
2.&&& 读数据：输入RS=1，RW=1，E=高脉冲。输出：D0&D7为数据。
3.&&& 写命令：输入RS=0，RW=0，E=高脉冲。输出：无。
4.&&& 写数据：输入RS=1，RW=0，E=高脉冲。输出：无。
读操作时序图(如图5)：
写操作时序图(如图6)：
时序时间参数(如图7)：
三．DDRAM、CGROM和CGRAM
DDRAM(Display Data RAM)就是显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码。共80个字节，其地址和屏幕的对应关系如下(如图8)：
DDRAM相当于计算机的显存，我们为了在屏幕上显示字符，就把字符代码送入显存，这样该字符就可以显示在屏幕上了。同样LCD1602共有80个字节的显存，即DDRAM。但LCD1602的显示屏幕只有16&2大小，因此，并不是所有写入DDRAM的字符代码都能在屏幕上显示出来，只有写在上图所示范围内的字符才可以显示出来，写在范围外的字符不能显示出来。这样，我们在程序中可以利用下面的&光标或显示移动指令&使字符慢慢移动到可见的显示范围内，看到字符的移动效果。
前面说了，为了在液晶屏幕上显示字符，就把字符代码送入DDRAM。例如，如果想在屏幕左上角显示字符&A&，那么就把字符&A&的字符代码41H写入DDRAM的00H地址处即可。至于怎么写入，后面会有说明。那么为什么把字符代码写入DDRAM，就可以在相应位置显示这个代码的字符呢？我们知道，LCD1602是一种字符点阵显示器，为了显示一种字符的字形，必须要有这个字符的字模数据，什么叫字符的字模数据，看看下面的这个图就明白了(如图9)。
上图的左边就是字符&A&的字模数据，右边就是将左边数据用&○&代表0，用&■&代表1。从而显示出&A&这个字形。从下面的图可以看出，字符&A&的高4位是0100，低4位是0001，合在一起就是b，即41H。它恰好与该字符的ASCII码一致，这样就给了我们很大的方便，我们可以在PC上使用P2=&A&这样的语法。编译后，正好是这个字符的字符代码。
在LCD1602模块上固化了字模存储器，就是CGROM和CGRAM，HD44780内置了192个常用字符的字模，存于字符产生器CGROM(Character Generator ROM)中，另外还有8个允许用户自定义的字符产生RAM，称为CGRAM(Character Generator RAM)。下图(如图12)说明了CGROM和CGRAM与字符的对应关系。从ROM和RAM的名字我们也可以知道，ROM是早已固化在LCD1602模块中的，只能读取；而RAM是可读写的。也就是说，如果只需要在屏幕上显示已存在于CGROM中的字符，那么只须在DDRAM中写入它的字符代码就可以了；但如果要显示CGROM中没有的字符，比如摄氏温标的符号，那么就只有先在CGRAM中定义，然后再在DDRAM中写入这个自定义字符的字符代码即可。和CGROM中固化的字符不同，CGRAM中本身没有字符，所以要在DDRAM中写入某个CGROM不存在的字符，必须在CGRAM中先定义后使用。程序退出后CGRAM中定义的字符也不复存在，下次使用时，必须重新定义。
上面这个图(如图10)说明的是5&8点阵和5&10点阵字符的字形和光标的位置。先来说5&8点阵，它有8行5列。那么定义这样一个字符需要8个字节，每个字节的前3个位没有被使用。例如，定义摄氏温标的符号{0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00}。
上面这个图(如图11)说明的是设置CGRAM地址指令。从这个指令的格式中我们可以看出，它共有aaaaaa这6位，一共可以表示64个地址，即64个字节。一个5&8点阵字符共占用8个字节，那么这64个字节一共可以自定义8个字符。也就是说，上面这个图的6位地址中的DB5DB4DB3用来表示8个自定义的字符，DB2DB1DB0用来表示每个字符的8个字节。这DB5DB4DB3所表示的8个自定义字符(0--7)就是要写入DDRAM中的字符代码。我们知道，在CGRAM中只能定义8个自定义字符，也就是只有0&7这8个字符代码，但在下面的这个表(如图12)中一共有16个字符代码(&&&&0000b--&&&&1111b)。实际上，如图所示，它只能表示8个自定义字符 (&&&&0000b=&&&&1000b, &&&&0001b=&&&&1001b&&依次类推)。也就是说，写入DDRAM中的字符代码0和字符代码8是同一个自定义字符。 5&10点阵每个字符共占用16个字节的空间，所以CGRAM中只能定义4个这样的自定义字符。
那么如何在CGRAM中自定义字符呢？在上面的介绍中，我们知道有一个设置CGRAM地址指令，同写DDRAM指令相似，只须设置好某个自定义字符的字模数据，然后按照上面介绍的方法，设置好CGRAM地址，依次写入这个字模数据即可。我们在后面的例子中再进行说明。
四．LCD1602指令
1．工作方式设置指令(如图13)
&：不关心，也就是说这个位是0或1都可以，一般取0。
DL：设置数据接口位数。
DL=1：8位数据接口(D7&D0)。
DL=0：4位数据接口(D7&D4)。
N=0：一行显示。
N=1：两行显示。
F=0：5&8点阵字符。
F=1：5&10点阵字符。
说明：因为是写指令字，所以RS和RW都是0。LCD1602只能用并行方式驱动，不能用串行方式驱动。而并行方式又可以选择8位数据接口或4位数据接口。这里我们选择8位数据接口(D7&D0)。我们的设置是8位数据接口，两行显示，5&8点阵，即0b也就是0x38。(注意：NF是10或11的效果是一样的，都是两行5&8点阵。因为它不能以两行5&10点阵方式进行显示，换句话说，这里用0x38或0x3c是一样的)。
2．显示开关控制指令(如图14)
D=1：显示开，D=0：显示关。
C=1：光标显示，C=0：光标不显示。
B=1：光标闪烁，B=0：光标不闪烁。
说明：这里的设置是显示开，不显示光标，光标不闪烁，设置字为0x0c。
3．进入模式设置指令(如图15、16)
I/D=1：写入新数据后光标右移。
I/D=0：写入新数据后光标左移。
S=1：显示移动。
S=0：显示不移动。
说明：这里的设置是0x06。
4．光标或显示移动指令(如图17、18)
说明：在需要进行整屏移动时，这个指令非常有用，可以实现屏幕的滚动显示效果。初始化时不使用这个指令。
5．清屏指令(如图19)
说明：清除屏幕显示内容。光标返回屏幕左上角。执行这个指令时需要一定时间。
6．光标归位指令(如图20)
说明：光标返回屏幕左上角，它不改变屏幕显示内容。
7．设置CGRAM地址指令(如图21)
说明：这个指令在上面已经介绍过。用法在后面例子中说明。
8．设置DDRAM地址指令(如图22)
说明：这个指令用于设置DDRAM地址。在对DDRAM进行读写之前，首先要设置DDRAM地址，然后才能进行读写。前面我们说过，DDRAM就是LCD1602的显示存储器。我们要在它上面进行显示，就要把要显示的字符写入DDRAM。同样，我们想知道DDRAM某个地址上有什么字符，也要先设置DDRAM地址，然后将它读出到单片机。
9．读忙信号和地址计数器AC(如图23)
说明：这个指令用来读取LCD1602状态。对于单片机来说，LCD1602属于慢速设备。当单片机向其发送一个指令后，它将去执行这个指令。这时如果单片机再次发送下一条指令，由于LCD1602速度较慢，前一条指令还未执行完毕，它将不接受这新的指令，导致新的指令丢失。因此这条读忙指令可以用来判断LCD1602是否忙，能否接收单片机发来的指令。当BF=1，表示LCD1602正忙，不能接受单片机的指令；当BF=0，表示LCD1602空闲，可以接收单片机的指令。RS=0，表示是指令；RW=1，表示是读取。这条指令还有一个副产品：即可以得到地址记数器AC的值(address counter)。LCD1602维护了一个地址计数器AC，用来记录下一次读写CGRAM或DDRAM的位置。需要强调的是：这条指令我一次也没有执行成功。很多网友似乎也是这样。好在我们有另外的办法，也就是延时。通过查看每条指令的执行时间，再经过一些试验，可以确定指令的延时。这样就可以在上一条指令执行完毕后再执行下一条指令了。
10．写数据到CGRAM或DDRAM指令(如图24)
说明：RS=1，数据；RW=0，写。指令执行时，要在DB7&DB0上先设置好要写入的数据，然后执行写命令。
11．从CGRAM或DDRAM读数据指令(如图25)
说明：RS=1，数据；RW=1，读。先设置好CGRAM或DDRAM的地址，然后执行读取命令。数据就被读入后DB7&DB0。
下面我们就以一个实例来结束这篇文章。先介绍一下背景：单片机最小系统(扩充了外部RAM 62256)。采用STC89C52RC，晶振22.1184MHZ。以5&8点阵，16&2行，8位数据端口。首先在第一行显示&I love MCU!&,第二行显示&LCD1602 Test!&。延时一段时间，清屏。然后在第一行显示自定义字符：摄氏温标标志。第二行显示圆周率(pai)标志。再延时一段时间，清屏。最后在第一行显示&Welcome to my blog!&，显示方式是从屏幕右面移入，左面移出。周而复始(如图26)。
#ifndef __ZHANGTYPE_H__
#define __ZHANGTYPE_H__
#define uint8&&& unsigned char
#define uint16&& unsigned short int
#define uint32&& unsigned long int
#define int8&&&& signed char
#define int16&&& signed short int
#define int32&&& signed long int
#define uint64&& unsigned long long int
#define int64&&& signed long long int
#ifndef __FUN_H__
#define __FUN_H__&
#include &ZhangType.h&
#include &
void Delay(uint16 time);&
#include &fun.h&&
void Delay(uint16 time)
&&& while(time--);
#ifndef __1602_H__
#define __1602_H__
#include &ZhangType.h&&&&&&&&&& //变量类型
#include &fun.h&&&&&&&&&&&& //常用函数&
#define&&& SETMODE&&& 0x38&&&&&&&&& //16*2显示,5*7点阵,8位数据接口
#define DISOPEN&& 0x0C&&&&&&&&& //显示开,不显示光标,光标不闪烁
#define DISMODE&& 0x06&&&&&&&&& //读写字符后地址加1,屏显不移动
#define&&& SETADDR&&& 0x80&&&&&&&&& //设置数据地址指针初始值
#define CLEAR 0x01&&&&&&&&& //清屏,数据指针清零
#define RET&&&&&& 0x02&&&&&&&&& //回车,数据指针清零&
#define PORT& P2&&&&&&&&&&& //I/O口&
sbit RS = P1^0;
sbit RW = P1^1;
sbit E = P1^2;&
void Init1602(void);&&&&&&& //初始化1602
void Write1602_Com(uint8 com);& //写命令
void Write1602_Dat(uint8 dat);& //写数据
void CheckBusy(void);&&&&&&&&&& //检查忙
void Write1602_One_Dat(uint8 X,uint8 Y,uint8 dat);&&&&&&&&& //写一个数据
void Write1602_Str(uint8 addr,uint8 length,uint8 *pbuf);&&& //写一个数据串&
#include &1602.h&&
void Write1602_Com(uint8 com)
&&& RS=0;&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //命令
&&& Delay(50);&&&&&&&&&&&&&& //延时
&&& RW=0;&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //写&&&&&&&&&
&&& Delay(50);
&&& PORT=&&&&&&&&&&&&&&& //端口赋值
&&& Delay(50);
&&& E=1;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //高脉冲
&&& Delay(50);
void Write1602_Dat(uint8 dat)
&&& RS=1;&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //数据
&&& Delay(50);&&&&&&&&&&&&&& //延时
&&& RW=0;&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //写
&&& Delay(50);
&&& PORT=&&&&&&&&&&&&&&& //端口赋值
&&& Delay(50);
&&& E=1;&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //高脉冲
&&& Delay(50);
void CheckBusy(void)
&&& RS=0;&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //命令
&&& RW=1;&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //读
&&& while(1)
&&&&&& PORT=0xFF;&&&&& &&&& //端口为输入
&&&&&& E=1;&&&&&&&&&&&&&&&& //高脉冲
&&&&&& temp=PORT;
&&&&&& E=0;
&&&&&& if ((temp&0x80)==0)&&&&& //检查BF位是否为0
&&&&&&&&&&
void Init1602(void)
&&& Write1602_Com(SETMODE);&&&& //模式设置
&&& Delay(500);
&&& Write1602_Com(DISOPEN);&&&& //显示设置
&&& Delay(500);
&&& Write1602_Com(DISMODE);&&&& //显示模式
&&& Delay(500);
&&& Write1602_Com(CLEAR);&&&&&& //清屏
&&& Delay(500);
void Write1602_One_Dat(uint8 x,uint8 y,uint8 dat)
&&& x&=0x0f;
&&& y&=0x01;
&&&&&& x|=0x40;
&&& x|=0x80;
&&& Write1602_Com(x);
&&& Write1602_Dat(dat);
void Write1602_Str(uint8 addr,uint8 length,uint8 *pbuf)
&&& uint8&
&&& Write1602_Com(addr);
&&& for(i=0;i
&&&&&& Write1602_Dat(pbuf[i]);
*******************************************************
*名称:主文件(_main.c)
*功能:测试
*******************************************************/
#include &1602.h&
#include &fun.h&&
uint8 code hot[8]={&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //摄氏温度字模
0x10,0x06,0x09,0x08,0x08,0x09,0x06,0x00
uint8 code pi[8]={&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
0x00,0x1f,0x0a,0x0a,0x0a,0x13,0x00,0x00&&&&&&&&&&&&&&&& //pai
uint8 code strMCU[]=&I love MCU!&;
uint8 code strTest[]=&LCD1602 Test!&;
uint8 code blog[]=&Welcome to my blog!&;&
void main()
&&& Init1602();&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //初始化1602&
&&& //自定义CGRAM
&&& Write1602_Str(0x40,8,hot);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //摄氏温标
&&& Write1602_Str(0x48,8,pi);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //pai
&&& Write1602_Str(0x80,strlen(strMCU),strMCU);&&&&&&&&&& //&I love MCU!&
&&& Write1602_Str(0x80+0x40,strlen(strTest),strTest);&&& //&LCD1602 Test!&
&&& for(i=0;i&50;i++)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //延时一段时间
&&&&&& Delay(10000);
&&& Write1602_Com(CLEAR);& &&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //指令执行时间较长
&&& Delay(500);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //多加一些延时
&&& for(i=0;i&16;i++)
&&&&&& Write1602_Dat(0);
&&& Write1602_Com(0xc0);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //设置DDRAM地址
&&& for(i=0;i&16;i++)
&&&&&& Write1602_Dat(1);
&&& for(i=0;i&50;i++)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //延时一段时间
&&&&&& Delay(10000);
&&& Write1602_Com(CLEAR);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& && //指令执行时间较长
&&& Delay(500);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& && //多加一些延时
&&& Write1602_Str(0x80+0x10,strlen(blog),blog);&&&&&&&&& //写在显示之外
&&& while(1)
&&&&&& Write1602_Com(0x18);&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //左移
&&&&&& for(i=0;i&20;i++)&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& && //延时
&&&&&&&&&& Delay(10000);
//############################# THE END #############################
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