8096系列单片机与触摸屏芯片的接口设计与实现

　　图3 AD7843内部原理结构

　　图4 ADS7843接口图

　　对于ADS7843来说， 除了电源与地线， 输入模拟信号X+ 、X- 、Y+ 、Y - 、IN3、IN4， 输入数字信号DCLK、/CS、DIN;输出数字信号BUSY、DOUT、/PEN IRQ.与编程有关的均是数字信号， 数据输入、输出、时钟输入均为串行方式， 最高转换速率为1/125KH z， 线路设计结构上比较方便只需要6根端口线单片机就可以建立完全的数据交互。

　　2. 4 现象分析

　　采用80196的P1口的6个端口专门与其打交道， 从硬件上讲是完全可以的。然而由于在编程中P1口有些端口是作输入、有些端口需要作为输出， 80196又没有对位直接进行操作的指令， 对P1某一个端口作输出操作， 通常196会先读P1口的8个管脚， 然后再进行 写！的操作， 根据P1口结构， 必然会带来若作为输入端口的管脚在其外部输入信号为低时， 执行 写！指令后出现了将其输入状态改为了输出状态。此时在80196与ADS7843的DOUT与/PEN IRQ这两根线上都将出现了同一根线上出现两个输出信号、争抢信号的问题， 这是数字电路中绝对不允许的， 它的出现就有可能损坏芯片。

　　根据资料介绍， 在编程操作中， 当P1口中有些管脚作为输入， 有些管脚作为输出时要特别注意对P1 口写指令操作，它是一个读、写过程， 最好借助于一些单元。

　　3 软件设计分析

　　对于按键的处理， 系统采用中断方式， 流程如图5所示。

　　图5按键流程图

　　主要相关程序如下：

　　/*触摸屏写控制指令、读数据子程序* /

　　LDB R6， # 08H ; 写8位控制指令代码

　　CLRC; LDB AL， COM ; 指令代码准备发送

　　ADS7843_W： SHLB AL， # 1 ; 数据串行发送

　　JC S_D I_1; JMP S_DI_0

　　S_DI_1： LDB BL， IOPORT1 ; 将P1 口状态保存在BL 寄存器中

　　ORB BL， # 03H ; 将数据出DOUT置高， 数据入DIN 为信号输入状态

　　LDB IOPORT1， BL ; 将修改后的状态送至P1口

　　JMP SKCLK

　　S_DI_0： LDB BL， IOPORT1 ; 将P1 口状态保存在BL 寄存器中

　　ANDB BL， # 0FEH ; 将数据出DOUT 置低

　　ORB BL， # 02H ; 数据入D IN为信号输入状态

　　LDB IOPORT1， BL; 将修改后的状态送至P1口

　　SKCLK： LDB BL， IOPORT1 ; 将P1口状态保存在BL寄存器中

　　ANDB BL， # 0F7H ; 时钟信号DCLK为低

　　ORB BL， # 01H ; 将数据出DOUT 置高

　　LDB IOPORT1， BL ; 将修改后的状态送至P1口

　　LDB BL， IOPORT1 ; 将P1口状态保存在BL寄存器中

　　ORB BL， # 09H ; 时钟信号DCLK 为高， 将数据出DOUT置高

　　LDB IOPORT1， BL ; 将修改后的状态送至P1口

　　DJNZ R6， ADS7843_W ; 8位指令送完

　　LDB BL， IOPORT1 ; 将P1口状态保存在BL寄存器中

　　ANDB BL， # 0F7H ; 时钟信号DCLK为低

　　ORB BL， # 01H ; 将数据出DOUT 置高

　　LDB IOPORT1， BL ; 将修改后的状态送至P1口

　　/* 准备接受触摸屏按键读14 位数据数据， 先接受低8位数据* /

　　LDB R6， # 08H ; 键值设定方向读低8位数据程序

　　DATA_OUT： LDB BL， IOPORT1 ; 将P1口状态保存在BL寄存器中

　　ORB BL， # 09H ; 时钟信号DCLK 为高， 将数据出DOUT置高

　　LDB IOPORT1， BL ; 将修改后的状态送至P1口

　　LDB BL， IOPORT1 ; 将P1口状态保存在BL寄存器中

　　ANDB BL， # 0F7H ; 时钟信号DCLK为低

　　ORB BL， # 01H ; 将数据出DOUT 置高

　　LDB IOPORT1， BL ; 将修改后的状态送至P1口

　　SHLB AL， # 1 ; 数据左移一位

　　JBS IOPORT1， 0， DI_O_1 ; 判数据入DIN 高？

　　ANDB AL， # 0FEH ; 数据入DIN低， 输入0

　　JMP DATA_OUT1

　　DI_O_1： ORB AL， # 01H ; 数据入DIN高， 输入1

　　DATA_OUT1： DJNZ R6， DATA_OUT ; 8位数据读完

　　STB AL， FIRST ; 低8位数据保存至FIRST单元同样处理接受数据高4位数据

　　…… …… ; 4位数据读完， 数据保存。读14 位数据程序完成后返回

　　程序上机调试后再没有出现触摸屏与单片机之间指令不执行， 烧坏触摸芯片的问题。也许你会发现， 在程序编程中， 我们使用了BL寄存器作P1口的过渡保护单元， 对输出信号采用了对位的或、与方式达到输出“1”、 “0”电平。保证P1的输入端口不会因其他P1 端口的操作而改变其状态， 在信号线上出现两个输出、争抢信号的现象。这就是触摸屏出问题的主要原因。

　　4 结语

　　在项目鉴定时， 专家们给出了系统设计新颖、结构合理、功能比较完善， 扩展性强， 有一定的市场空间。特别提到了每个触摸键设计合理、反映正确的结论。

　　在本项目结束时还有一个关于按键的遗留问题： 由于是使用单端模式工作， 且CPU 接到请求后， 为了消除抖动、防止误触发， 延时后再响应其请求， 造成了按键反映迟缓， 这是一个硬件、软件都需改进的问题， 硬件需换模拟数据转换芯片，软件上延时可以短一些。