嵌入式系统设计 人机交互接口

1 4.5.1 显示器接口设计 4.5.2 键盘接口设计 4.5.3 触摸屏接口设计 4.5.4 嵌入式系统其它接口设计4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 24 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 34 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 4 主要用于显示文本及图形信息。它具有 重量轻、体积小、耗电量低、无辐射、平面 直角显示以及影像稳定不闪烁等特点，因此 在许多电子应用系统中，常使用液晶屏作为 人机界面，而且已广泛应用与于各类显示器 件上如下图所示。4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 54 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 64 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 74 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 84 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 9 从系统结构上来讲，由于显示器模块中 已经有显示存储器。显存中的每一个单元对应 LCD上的一个点，只要显存中的内容改变，显 示结果便进行刷新。于是便存在两种刷新： 直接根据系统要求对显存进行修改，一种是只 需修改相应的局部就可以，不需要判断覆盖等；另 一种就是有覆盖问题，计算起来比较复杂，而且每 做一点小的屏幕改变就进行刷新，将增加系统负担。 专门开辟显示内存，在需要刷新时候由程序进 行显示更新。这样，不但可以减轻总线负荷，而且 也比较合理，在有需要的时候进行统一的显示更新， 界面也可以比较美观，不致由于无法预料的刷新动 作导致显示界面闪烁。 （4）LCD模块的显存控制4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 10 前后台双重显示缓存的显示模块结构 4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 114 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 124 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 134 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 144 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 15 2 、S3C2410 LCD 控制器 一般功能：S3C2410 LCD控制器具有一般LCD控 制器功能，产生各种信号、传输显示数据到LCD驱 动器。 1）S3C2410特点 （1）基本特点 有专用DMA 用于向LCD驱动器传输数据 有中断（INT_LCD）4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 16 显示缓存可以很大 系统存储器可以作为显示缓存用 支持多屏滚动显示 用显示缓存支持硬件水平、垂直滚屏 支持多种时序LCD屏 通过对LCD控制器编程，产生适合不同LCD显 示屏的扫描信号、数据宽度、刷新率信号等。 支持多种数据格式 大端、小端格式，WinCE格式。4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 17 （2）支持STN材料LCD 单色显示：每像素2位数据、4级灰度；每像素4 位数据、16级灰度。 单色扫描：4位单向、双向扫描，8位单向扫描。 彩色显示：每像素16位数据、65536种色彩，每 像素24位数据真色彩。 支持多种LCD屏： 640480、320240、160160等 4MB显示缓存：支持256色的像素数， 40961024, 20482048, 10244096等4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 18 （3 ） 支 持TFT 材 料LCD 单色显示：每像素1位数据、2位数据、4位数 据、8位数据。 彩色显示：每像素16位数据、65536种色彩， 每像素24位数据、16M种真色彩。 支持多种LCD屏： 640480、320240、160160等 4MB显示缓存： 支持64K色的像素数， 20481024等。4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 19 2 ）S3C2410 LCD 控 制 器 结 构 与 工 作 原 理 （1 ）控制器结构4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 20 （1）LCD控制器结构 主要由6部分组成：时序发生器、LCD主控制器 （LPC3600）、DMA、视频信号混合器、数据格式 转换器、控制逻辑等。4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 214 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 22 （2 ）LCD 控 制 器 引 脚 信 号 共41 个 信 号 VD23:0 ：LCD 数 据 VDEN ： 数 据 使 能 VCLK ： 时 钟 信 号 VLINE ： 行 扫 描 信 号 LEND ： 行 结 束 信 号4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 23 VFRAME：帧扫描信号 HSYNC：水平同步信号 VSYNC：垂直同步信号 VM：显示驱动交流信号 LCDVF0、LCDVF1、LCDVF2：时序控制信号 LCD_PWREN：面板电源控制信号 LCD_HCLK：时钟面板控制信号 CPV：行同步面板控制信号 STV：帧同步面板控制信号 TP：显示驱动面板控制信号 STH：面板控制信号4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 24 寄 存 器 描 述 初 值 偏 址 LCDCON1 LCD 控 制 寄 存 器1 0 x00000000 0 x00 LCDCON2 LCD 控 制 寄 存 器2 0 x00000000 0 x04 LCDCON3 LCD 控 制 寄 存 器3 0 x00000000 0 x08 LCDCON4 LCD 控 制 寄 存 器4 0 x00000000 0 x0C LCDCON5 LCD 控 制 寄 存 器5 0 x00000000 0 x10 （3 ）LCD 控 制 器 专 用 寄 存 器 S3C2410 的 有17 个 专 用 寄 存 器 ， 分 为 四 类 ， 其 基 地 址 均 为0 x4D000000 。 控 制 寄 存 器 （5 个 ， 如 下 表 ）4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 25 地址寄存器 共3 个 地 址 寄 存 器 控 制 寄 存 器 ， 如 下 表 所 示 。 寄 存 器 描 述 初 值 偏 址 LCDSADDR1 帧 起 始 地 址 寄 存 器1 0 x00000000 0 x14 LCDSADDR2 帧 起 始 地 址 寄 存 器2 0 x00000000 0 x18 LCDSADDR3 虚 拟 屏 地 址 寄 存 器 0 x00000000 0 x1C4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 26 颜色配置寄存器 共4 个 颜 色 配 置 寄 存 器 ，1 个 抖 动 模 式 寄 存 器 ， 如 下 表 所 示 。 寄 存 器 描 述 初 值 偏 址 REDLUT 红 颜 色 寄 存 器 0 x00000000 0 x20 GREENLUT 绿 颜 色 寄 存 器 0 x00000000 0 x24 BLUELUT 蓝 颜 色 寄 存 器 0 x00000000 0 x28 DITHMODE 抖 动 模 式 寄 存 器 0 x00000000 0 x4C TPAL 临 时 调 色 存 器 0 x00000000 0 x504 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 27 中 断 寄 存 器 共3 个 中 断 寄 存 器 ，1 个LCD 控 制 器 寄 存 器 ， 如 下 表 所 示 。 寄 存 器 描 述 初 值 偏 址 LCDSADDR1 中 断 服 务 存 器 0 x0 0 x54 LCDSADDR2 中 断 标 志 寄 存 器 0 x0 0 x58 LCDSADDR3 中 断 屏 蔽 寄 存 器 0 x3 0 x5C LPCSEL LPC3600 控 制 器 控 制 寄 存 器 0 x4 0 x604 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 284 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 294 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 304 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 314 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 324 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 334 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 34 处 理 器 I / O 口 V C C 4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 354 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 364 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 384 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 394 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 40 触摸屏驱动开发 芯片: BB公司的ADS7846、接口SPI 工作在笔中断模式 驱动模型:本机设备驱动，分层驱动(MDD、 PDD) 供电 测量 电路网络 ADC 串 行 数 据 输 出 X+ X- Y+ Y- PENIRQ# DOUT BUSY CS# DCLK DIN4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 414 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 42 X V Y Y4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 434 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 444 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 454 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 464 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 474 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 484 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 494 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 50 产生中断? 关中断、清中断标志 发送测量X的控制字 SPI忙? 读取X座标转换数据 发送测量Y的控制字 读取Y座标转换数据 中断使能 SPI忙? SPI忙? NO NO YES YES NO YES YES NO DdsiTouchPanelPowerHandler 当电源状态变化时发出通知 DdsiTouchPanelDisable/DdsiTouchPanel Enable 禁止触摸屏/使能触摸屏 DdsiTouchPanelGetDeviceCaps 返回关于触摸屏性能的信息 DdsiTouchPanelGetPoint 获取触摸点坐标 TouchPanelCalibrateAPoint 把没校准的点转换为校准后的点 TouchPanelSetMode 设置触摸屏设备的模式信息 开始 结束4 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 514 2 5 1 3 0011 0010 1010 1101 0001 0100 1011 52 2、S3C2410X的A/D 转换器概述 S3C2410X中集成了一个通道10 位A/D 转换 器，A/D 转换器自身具有采样保持功能。并且 S3C2410X的A/D 转换器支持触摸屏接口。 A/D转换器的主要特性： 分辨率：10位； 精度：1LSB 线性度误差： 1.5-2.0LSB； 最大转换速率：500KSPS； 输入电压范围：03.3v； 系统具有采样保持功能； 常规转换和低能源消耗功能； 独立/自动的X/Y 坐标转换模式。