基于ADS7843控制芯片和单片机实现应用系统的连接与设计
现如今，lcd触摸屏越来越普及，逐渐成为当今的主流配置，其在舰艇武器装备的手持检测设备上的应用也越来越广泛。触摸屏分为电阻式、电容式、表面声波式和红外线扫描式等类型，其中使用最多的是电阻触摸屏．四线电阻式触摸屏由两个透明电阻膜构成．在它的水平和垂直电阻网上施加电压．就可通过a/d转换在触摸点测量出电压从而对应得到相应的二维坐标值。本文针对触摸屏接口芯片ads7843的功能特性．重点探讨触摸屏控制器应用中的相关问题．同时给出其与atmega64微处理器的通讯实现和软硬件设计。
1 ads7843控制芯片内部结构及主要功能
ads7843之所以能实现对触摸屏的控制。是因为其内部结构很容易实现电极电压的切换，并能进行快速a／d转换。图1为其内部结构示意图。
图1 ads7843控制芯片内部结构示意图
显然．触摸屏的控制芯片要完成两件事：其一、完成电极电压的切换；其二、采集接触点处的电压值，即a／d转换。burrbrown公司生产的ads7843芯片是一个内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片，供电电压2.7~5 v，最高转换速率为125 khz，在125 khz转换速率和2.7 v供电电压下的功耗为750μw．在关闭模式下的功耗为0.5μw，显见ads7843的低功耗、高速率和在便携式检测设备上的良好适用性。
图2触点坐标（）【轴或y轴）获取子程序流程图
ad57843通过连接触摸屏x+将触摸信号输入到a/d转换器．同时打开y+和y一驱动，然后数字化x+电压，得到当前y位置的测量结果：同理也可得到x方向的坐标。实际上ads7843控制器分时向x、y电极对施加电压．并把测量电极上的电压信号转换为相应触摸点的x、y坐标。
ads7843根据微控制器发来的不同测量命令导通相应的模拟开关。以便向触摸屏电极对提供电压，并把相应电极上的触点坐标位置所对应的电压模拟量引入a／d转换器，完成一次电极电压切换和a／d转换．需要通过串口往ads7843发送控制字，转换完成后再通过串口读出电压转换值。
2 atmega64微处理器的功能特性
实际的触摸屏输入系统由触摸屏、触摸屏控制器和微控制器三部分组成。前文已提及触摸屏和触摸屏控制器，至于微控制器—应用系统的核心控制部件。它的选择将在很大程度上影响系统的整体性能。atmega64是基于增强的avr risc结构的低功耗8位cmos微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间使atmega64的数据吞吐率高达1 mips／mhz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。
作为一类高性能、低功耗的8位avr微处理器。atmega64内部有以下非易失性程序和数据存储器：64k字节的系统内可编程flash（具有同时读写的能力1．擦写寿命达10000次，2k字节eeprom。4k字节片内sram，64k字节可选外部存储空间。atmega64的指令有130条．且大多数指令执行时间为单个时钟周期。另外其有32个8位通用工作寄存器，53个可编程的i／0口，具有独立振荡器的实时计数器（rtc），可工作于主机／从机模式的spi串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的adc。
atmega64与ads7843采用串行通讯接口spi通讯。串行外设接口 spi允许atmega64和外设之间进行高速的同步数据传输。atmega64 spi的特点是：全双工。3线同步数据传输，主机或从机操作．lsb首先发送或msb首先发送可选．7种可编程的比特率。传输结束中断。
3 应用系统的硬件连接及控制实现
舰艇武器装备的手持检测设备上的实际触摸屏输入系统．采用四线电阻式触摸屏．触摸屏控制器采用ads7843，微控制器用atmega64。
当屏触发生时，ads7843向atmega64发出中断请求，由atmega64响应该中断请求．启动通信过程，读取ads7843的转换结果，从而获取屏触点坐标。通过将ss引脚电平的拉低。微处理器启动一次通讯过程．它将需要发送的数据放入相应的移位寄存器，同时，微处理器在sck引脚上产生时钟脉冲以交换数据擞据从微处理器的mosi移出．从miso移入。
由于ads7843各信号的时序受外部输入时钟信号频率的影响．因此atmega64与ads7843之间的spi数据需要配置确定的传送时序。对spi数据寄存器spdr写人数据即启动spi时钟，将8比特的数据移入ads7843。传输结束后spi时钟停止．传输结束标志spif置位。如果此时spi控制寄存器spcr的中断使能位spie置位．中断就会发生。图2、图3分别给出了触点坐标（x轴或y轴）获取子程序的流程和屏触中断服务程序的流程。
图3屏触中断服务程序流程图
实现图3流程的具体程序为：
#define spiiflag spsr_bit7
#define spi_busy pinb_bit4
void delayms（uchar mst） /*毫秒延时程序*/
{
uint i=0；
uchar j；
for {j=0;j for（i=568；i》0；i--）
{ asm（“nop”）；}
}
void spi_init（void） /*spi传送初始化设置*/
{
spcr=（1《 spsr=0x00; /*设置spl2x=0 spi不倍速*/
}
void spi_mastertransmit（char cdata） /*spi主机传输函数*/
{
spdr=cdata；
while（！spiiflag）；
spiiflag=0；
}
unsigned int get_touch_ad（unsigned char channel） /*读取转换结果*/
{
unsigned int ad_tem；
while（1）{
anx9030_resetn_pin=0;
delay_ms（2）；
anx9030_resetn_pin=l；
delay_ms（2）；
c=anx9030_i2c_read_p0_reg（anx9030_dev_idl_reg，&c1）;
if（（c==0）＆&（c1==0x30））{
c=anx9030_i2c_read_p0_reg（anx9030_dev_idh—reg，＆c1）；
if（（c==o）&&（c1==ox90））
break；
}}
anx9030在上电复位后，设置de_gen和bt_656同步信号检测。然后进行像素格式和时钟路径的设置来配置视频信息。由于hdmi兼容dvi．所以发送端可工作在hdmi模式或dvi模式，在此只需对anx9030的hdmi—mode位设置为i（hdmi）或o（ovt）f10可。检测到hdmi模式后．设置hdmi的音频格式及数据包，没有异常中断时，使能数据包发送即可把音视频数据包等信息发送出去．发送成功后返回。
除了像素时钟检测（ckdt）和热插拔检测（hpdt）功能外。anx9030的大部分功能都处于待机状态，软件需要正确的配置其他寄存器。这些寄存器的详细配置可参考anx9030的芯片资料。
anx9030的异常处理。由于anx9030提供了16个中断触发源．包括软件触发中断、检测到显示器中断、接收端上电／断电检测中断、s／pdif输入丢包中断及cts变化中断等，所以源端主控制器需要一个中断来管理anx9030所发出的中断。一般只需要热拔插检测、ri_128连接完整性检测及音频fifo溢出、cts变化等断即可。本设计利用ep9302的中断引脚int0来捕获anx9030引发的中断，然后进行相应的中断处理。
4 结束语
hdmi是针对下一代多媒体影音设备所开发的传输接口，适用于数字电视、dvd播放机、dvd录放机、pvr、机顶盒及其他数字视听产品．现在已广泛应用于pc机及平板显示器等消费类电子产品上。本文详细说明了hdmi接口原理、源接口芯片特点、接口电路设计及在arm9嵌入式平台上系统软件的实现方法，该系统可用于安防监控和高清晰视频会议等领域。
本文作者创新观念：把高清多媒体接口hdmi应用到视频监控系统中，和一般监控系统相比，具有监控场景更加清晰和使用灵活等优点。
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1 ads7843控制芯片内部结构及主要功能
ads7843之所以能实现对触摸屏的控制。是因为其内部结构很容易实现电极电压的切换，并能进行快速a／d转换。图1为其内部结构示意图。
图1 ads7843控制芯片内部结构示意图
显然．触摸屏的控制芯片要完成两件事：其一、完成电极电压的切换；其二、采集接触点处的电压值，即a／d转换。burrbrown公司生产的ads7843芯片是一个内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片，供电电压2.7~5 v，最高转换速率为125 khz，在125 khz转换速率和2.7 v供电电压下的功耗为750μw．在关闭模式下的功耗为0.5μw，显见ads7843的低功耗、高速率和在便携式检测设备上的良好适用性。
图2触点坐标（）【轴或y轴）获取子程序流程图
ad57843通过连接触摸屏x+将触摸信号输入到a/d转换器．同时打开y+和y一驱动，然后数字化x+电压，得到当前y位置的测量结果：同理也可得到x方向的坐标。实际上ads7843控制器分时向x、y电极对施加电压．并把测量电极上的电压信号转换为相应触摸点的x、y坐标。
ads7843根据微控制器发来的不同测量命令导通相应的模拟开关。以便向触摸屏电极对提供电压，并把相应电极上的触点坐标位置所对应的电压模拟量引入a／d转换器，完成一次电极电压切换和a／d转换．需要通过串口往ads7843发送控制字，转换完成后再通过串口读出电压转换值。
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实际的触摸屏输入系统由触摸屏、触摸屏控制器和微控制器三部分组成。前文已提及触摸屏和触摸屏控制器，至于微控制器—应用系统的核心控制部件。它的选择将在很大程度上影响系统的整体性能。atmega64是基于增强的avr risc结构的低功耗8位cmos微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间使atmega64的数据吞吐率高达1 mips／mhz，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。
作为一类高性能、低功耗的8位avr微处理器。atmega64内部有以下非易失性程序和数据存储器：64k字节的系统内可编程flash（具有同时读写的能力1．擦写寿命达10000次，2k字节eeprom。4k字节片内sram，64k字节可选外部存储空间。atmega64的指令有130条．且大多数指令执行时间为单个时钟周期。另外其有32个8位通用工作寄存器，53个可编程的i／0口，具有独立振荡器的实时计数器（rtc），可工作于主机／从机模式的spi串行接口，8路10位具有可选差分输入级可编程增益的adc。
atmega64与ads7843采用串行通讯接口spi通讯。串行外设接口 spi允许atmega64和外设之间进行高速的同步数据传输。atmega64 spi的特点是：全双工。3线同步数据传输，主机或从机操作．lsb首先发送或msb首先发送可选．7种可编程的比特率。传输结束中断。
3 应用系统的硬件连接及控制实现
舰艇武器装备的手持检测设备上的实际触摸屏输入系统．采用四线电阻式触摸屏．触摸屏控制器采用ads7843，微控制器用atmega64。
当屏触发生时，ads7843向atmega64发出中断请求，由atmega64响应该中断请求．启动通信过程，读取ads7843的转换结果，从而获取屏触点坐标。通过将ss引脚电平的拉低。微处理器启动一次通讯过程．它将需要发送的数据放入相应的移位寄存器，同时，微处理器在sck引脚上产生时钟脉冲以交换数据擞据从微处理器的mosi移出．从miso移入。
由于ads7843各信号的时序受外部输入时钟信号频率的影响．因此atmega64与ads7843之间的spi数据需要配置确定的传送时序。对spi数据寄存器spdr写人数据即启动spi时钟，将8比特的数据移入ads7843。传输结束后spi时钟停止．传输结束标志spif置位。如果此时spi控制寄存器spcr的中断使能位spie置位．中断就会发生。图2、图3分别给出了触点坐标（x轴或y轴）获取子程序的流程和屏触中断服务程序的流程。
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{
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{
spcr=（1《 spsr=0x00; /*设置spl2x=0 spi不倍速*/
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c=anx9030_i2c_read_p0_reg（anx9030_dev_idl_reg，&c1）;
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c=anx9030_i2c_read_p0_reg（anx9030_dev_idh—reg，＆c1）；
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break；
}}
anx9030在上电复位后，设置de_gen和bt_656同步信号检测。然后进行像素格式和时钟路径的设置来配置视频信息。由于hdmi兼容dvi．所以发送端可工作在hdmi模式或dvi模式，在此只需对anx9030的hdmi—mode位设置为i（hdmi）或o（ovt）f10可。检测到hdmi模式后．设置hdmi的音频格式及数据包，没有异常中断时，使能数据包发送即可把音视频数据包等信息发送出去．发送成功后返回。
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