關(guān)鍵詞： 觸摸屏 , 單片機 , 接口 , 芯片

分析了8096系列中的80196單片機在電力系統(tǒng)配電變壓器智能檢測終端設(shè)備中的人機交互界面接口應(yīng)用問題， 通過實例詳細介紹了該類單片機與觸摸屏芯片的軟、硬件接口的應(yīng)用技巧， 分析了其工作特性， 指出在應(yīng)用中需注意的問題， 并給出了觸摸芯片的部分程序?！?

   　隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異， 人類對文明生活需求的進步， 帶來對電能的需求越來越高， 也帶來了對電力系統(tǒng)的設(shè)備有更高的要求， 由此電力系統(tǒng)配電變壓器的功能及檢測設(shè)備受到各方面的密切關(guān)注。在市場上各種各樣的電力檢測設(shè)備不斷翻新， 其功能也向?qū)嵱眯浴⒏呖萍夹苑较虬l(fā)展， 但配電變壓器具有觸摸方式的人機友好界面功能及檢測的設(shè)備很少有報道， 為此， 在經(jīng)過多方面的調(diào)研， 我們提出研制使用觸摸方式、具有GPRS無線通信功能的配電變壓器智能檢測設(shè)備的任務(wù)。該設(shè)備在滿足配電功能要求的前提下， 采用觸摸顯示方式提高檢測設(shè)備的可操作性， 使用GPRS無線通信提高設(shè)備的先進性、滿足現(xiàn)代信息社會的管理需求， 使其具有一定獨特優(yōu)勢， 能夠占領(lǐng)一定的市場領(lǐng)域。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計

　　系統(tǒng)的核心是采用先進的INTEL96 系列16 位單片機80196， 配以液晶顯示觸摸屏、大規(guī)模門陣列邏輯集成電路xilinx95144， 通過串口驅(qū)動電路MAX232外接GPRS模塊等， 組成結(jié)構(gòu)簡單、功能完整、擴充性強、布局合理， 使用芯片少， 體積小， 具有高可靠性和保密特性的設(shè)備系統(tǒng)， 原理圖如圖1所示。

　　

2012-2-16 00:30:16 上傳

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　　圖1 系統(tǒng)原理圖

　　1. 1 各功能模塊主要作用
　　（ 1） CPU80196在系統(tǒng)中主要承擔(dān)著控制中心及16位數(shù)據(jù)的算術(shù)、邏輯運算的任務(wù)， 該單片機具有豐富的軟硬件資源及運行速度快的指令系統(tǒng)， 非常適合于電力系統(tǒng)的儀表設(shè)計。
　?。?2） 大規(guī)模邏輯電路芯片X ilinx95144主要完成： 地址鎖存、數(shù)據(jù)總線驅(qū)動、控制信號總線驅(qū)動及邏輯電平轉(zhuǎn)換、片選信號發(fā)生等， 它有144個宏單元3200 個邏輯門， 100個管腳，81數(shù)據(jù)輸入輸出腳， 4個在線編程腳， 可以完成10000次的在線編程。
　?。?3） MAX232串口驅(qū)動： 完成串口電平TL至RS232轉(zhuǎn)換功能。
　?。?4） GPRS模塊： 是一種新型的移動數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)， 在移動用戶和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接， 給移動用戶提供高速無線IP服務(wù)。它采用完全透明數(shù)據(jù)傳輸， 永遠在線， 按流量計費， 克服了通訊距離短， 性能不穩(wěn)定的缺點， 真正實現(xiàn)全國無縫覆蓋， 特別適用于無人看守的區(qū)域。
　　（ 5） 27512EPROM 程序存儲器， 提供64KByte 的程序存儲空間， 主要是存放系統(tǒng)程序。
　?。?6） 62256靜態(tài)RAM 數(shù)據(jù)存儲器， 提供64KBy te的數(shù)據(jù)存儲空間， 主要是存放采集的數(shù)據(jù)， 自帶電池， 可以保證數(shù)據(jù)在掉電的情況下不丟失。
　?。?7） DS1302日歷芯片可以根據(jù)設(shè)置自動完成年月日時份秒的計算， 并可以實現(xiàn)鬧鐘， 它主要使系統(tǒng)能夠定時采集數(shù)據(jù)。
　?。?8） CAN屬于總線式串行通訊網(wǎng)絡(luò)， 具有很強的糾錯能力， 支持差分收發(fā)， 因而適合高噪聲環(huán)境， 而且傳輸距離比較遠。在系統(tǒng)中我們采用了SJA1000 芯片， 通過正確連接和設(shè)置的， 達到CAN 總線物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的所有功能的自動完成。
　?。?9） 開關(guān)驅(qū)動電路： 主要是提供給各種開關(guān)電源、交直流電機調(diào)速系統(tǒng)的電壓與電流。在系統(tǒng)中我們采用數(shù)字電路與模擬電路的結(jié)合完成。
　?。?10）液晶顯示與觸摸屏： 提供人機交互友好界面， 我們選擇了***AM PIRE 公司產(chǎn)DG - 32240 - 27 - SNCW -HCDTC液晶顯示觸摸屏， 具有320 ？？ 240顯示象素點， 160 ×110mm 觸摸大小， 其顯示部分控制芯片是SED1335， 觸摸部分控制芯片是ADS7843。
　　1. 2 系統(tǒng)調(diào)試
　　在系統(tǒng)的調(diào)試中， 一切功能與電氣指標(biāo)都能達到預(yù)先設(shè)計的要求， 但幾次出現(xiàn)觸摸屏與單片機之間指令不執(zhí)行， 甚至燒壞了觸摸屏中的芯片ADS7843的問題。

　　2 硬件設(shè)計分析

　　根據(jù)硬件連接， 使用的單片機P3、P4口通過X ilinx95144與液晶顯示相連， 觸摸屏與單片機P1口直接連接， 三者工作電壓均為廠商推薦典型值5V。
　　2. 1 80196KB單片機結(jié)構(gòu)
　　80196KB 是INTEL公司繼8位單片機以后推出的16 位單片機MCS_96 系列的產(chǎn)品之一，它與8位單片機相比提高了控制系統(tǒng)的實時性， 與現(xiàn)在的32位相比是真正意義上的單片機， 特別適用于各類自動控制系統(tǒng)。它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)采用普林斯頓（ Pr inceton ）體系結(jié)構(gòu)， 又稱馮。諾曼（ Von Neumann） 結(jié)構(gòu)。具有程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的特點。它的P0口只能用于輸入， P1口是一個準(zhǔn)雙向口， P2 口是一個多功能口， P3、P4口是雙向口可作為系統(tǒng)總線。
　　在本系統(tǒng)的電路中， 采用P1口與觸摸屏接口打交道， P1口內(nèi)部管腳結(jié)構(gòu)如圖2 所示。P1口是一個準(zhǔn)雙向I/O口， 它由輸出緩沖器、內(nèi)部口鎖存器、內(nèi)部口寄存器和輸出緩沖器構(gòu)成， 與MCS51的準(zhǔn)雙向口相同， 內(nèi)部具有上拉電阻結(jié)構(gòu)。如圖2所示， 上拉作用由三個FET管產(chǎn)生， 其中p1是強上拉， p3由于高阻存在為弱上拉， p2為更弱上拉， n是低阻下拉FET.

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