基于ARM的医用数据采集系统的人机接口设计

ADS7843可以通过连接触摸屏X+将触摸信号输入到A／D转换器，同时打开Y+和Y-驱动，然后再数字化X+的电压，从而得到当前Y位置的测量结果，同理，也可以得到X坐标的逻辑坐标。当得到X、Y的逻辑坐标后，通过SPI接口将数据传送给LM3S3748进行数据处理。其ADS7843的外部电路如图3所示。



1.4 RS232串口通信电路

RS232串口主要用于手柄控制器与核心板的通信，这类似于人机接口中的键盘接口。它们之间通过Modbus协议进行通信。其RS232串口通信电路如图4所示。



2系统软件设计

2.1触摸屏软件设计

ADS7843具有两种工作模式，分别为单端基准模式和差分基准模式。同时还可以对其进行12位或8位转换模式的选择。本设计采用差分基准模式和12位转换模式，即：

WriteCharTo7843(0xD0)；∥送控制字10010000，
即用差分方式+12位转换模式，读X坐标；
……
WriteCharTo7843(0x90)；∥送控制字11010000，
即用差分方式+12位转换模式，读Y坐标；


CPU采用中断方式对坐标进行读取。当未对屏幕进行触摸时，ADS7843的引脚PENIRQ为高电平输出，当对屏幕有触摸动作时，引脚PENIRQ变为低电平输出，每当CPU检测到这个引脚的下降沿时，系统进入中断读取坐标。其坐标值读取的流程如图5所示。当CPU在每一次获取逻辑坐标的过程中，实际上分别对X、Y坐标进行了11次读取，然后将读取到的逻辑坐标值分别存入两个数组，并且对这两个数组中的值进行冒泡排序，使其从小到大依次排列后，再去掉最大和最小的两个数值，并将中间值作为基准，余下数值与基准值进行求差的绝对值运算。设计中可设定一个阀值(此阀值可根据实验设置为5)，如果绝对值大于阀值，则抛弃此值，最后将剩余数值求和平均，并将其作为最终逻辑坐标值。这就是流程图中“数据处理”所完成的功能。



系统中的主程序流程图如图6所示。其中触摸屏校准处理采用了一种较为通用的校准算法。由于电阻式触摸屏有一个共性，那就是电压成线性均匀分布，所以，只要求出逻辑坐标与物理坐标的比例系数，就可以实现逻辑坐标与物理坐标的转换。首先可确定5个物理坐标点。并依次在屏幕上用“+”显示，同时将其坐标值用数组Set_x[4]保存起来(以X坐标为例)。校准过程中读出的逻辑坐标值则用数组Read_X[3]存储。最后求出逻辑坐标与物理坐标的比例系数：