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基于触摸屏的LED彩色台灯限定体系计划

来源:波音国际日期:2020/04/19 浏览:

  波音国际上所指示的颜色与实际灯照出的颜色一致。到通过c 语言程序对单片机的PWM 功能进行控制实现相应的坐标变换使灯具实现调色调亮的效果,为使用者提供一个随心调节室内气氛的良好工具。

  系统的总体框图如图1 所示。系统可有输入,输出,控制三部分组成,当触摸屏被按下触摸屏芯片读取触摸屏上X 轴与Y 轴的值,然后通过SPI 协议传送到控制器,控制器负责信号的处理,把处理完毕的信号以PWM 方式输出驱动LED.

  本系统选择电阻式触摸屏,它将矩形区域中触摸点(X,Y) 的物理位置转换为代表X 坐标和Y 坐标的电压其触摸屏结构如图2 所示。图3 显示了四线触摸屏在两层相接触时的简化模型。对于四线触摸屏,最理想的连接方法是将偏置为VREF 的总线接ADC 的正参考输入端,并将设置为0V 的总线接ADC 的负参考输入端。

  本系统采用美国TI 公司生产的ADS7843,该芯片内置12 位AD 转换、低导通电阻模拟开关的SPI 总线接口触摸屏控制。供电电压为2.7 ~ 5.25V,参考电压VREF 为1V~+VCC,转换电压范围为0 ~ VREF,控制器可通过内置的SPI 输出口MOSI、MISO、SCK 与触摸屏芯片进行连接,如图4 所示。

  控制器输出PWM 波形作为驱动电路的驱动信号,三极管Q1 作为斩波器件。当驱动信号为高电平时三极管处于截止状态,LED不亮;当输入信号为低电平三极管处于导通状态,LED 点亮。红色LED 的驱动电路如图5 所示,绿色与蓝色LED 的驱动电路的结构与红色的相同,单片机的PB7 端为绿色LED 的驱动信号,PD4 为蓝色LED 的驱动信号。

  系统硬件可以分为输入、控制、输出部分,其中控制部分是连接输入、输出。单片机程序决定输入如何影响输出,输出如何响应输入,其具体框图如图6 所示。单片机对ADS7843 进行读取后对数据进行坐标变换,最后把处理的值输出驱动LED.

  所谓的触摸点坐标是指当触摸屏被按下时触摸芯片读出的X 轴与Y 轴的数值。触摸坐标的读取时非常关键的,它是触摸屏使用过程中最重要的环节,若触摸点坐标有误,将导致单片机错误处理。首先使能ADS7843,然后向ADS7843 写入测量X 坐标的控制字,延时若干毫秒后,读取ADS7843 的转换数据。读取的数据即X 的坐标值;再把测量Y 坐标控制字写入ADS7843,延时若干毫秒后,读取ADS7843 的转换数据,就得到了Y 坐标的值,然后禁止ADS7843.这样既完成了一次读取坐标值的过程。其具体流程如图7所示。

  由于任意两个触摸屏上的点密度都不可能完全一致,所以要求在使用触摸屏之前,必须进行校准。校准方式有两点校准,三点校准,四点校准等。其中,校准的点数越多,触摸屏数据越精确,校准也越繁琐。本系统使用两点校准的方法对触摸屏进行校准。

  系统执行校准程序后把触摸屏左下角, 右下角的坐标值与水平方向的比率存放如单片机EEPROM 中,每当系统重新启动时调用对应的数值有于对触摸位置的判别。

  控制器ATmega48内部集成SPI通讯所需的软硬件功能,主机和从机之间的SPI 连接如图8所示。系统包括两个移位寄存器和一个主机时钟发生器,通过将从机的 SS引脚拉低,主机启动一次通讯过程。主机和从机将需要发送的数据放入相应的移位寄存器。主机在SCK引脚上产生时钟脉冲以交换数据。主机的数据从主机的MOSI移出,从从机的MOSI移入;从机的数据从从机的MISO移出,从主机的MISO移入。主机通过将从机的SS拉高实现与从机的同步。

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