嵌入式开发课件10

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1、嵌入式系统开发及应用知识回顾知识回顾 1 1、程序代码在什么存储器中运行、程序代码在什么存储器中运行? ? 2 2、液晶分为哪几类？笔记本电脑使用哪种液晶、液晶分为哪几类？笔记本电脑使用哪种液晶 屏？屏？ 3 3、LCDLCD所使用的透射式光源是（所使用的透射式光源是（ ）。）。 4 4、S3C2410AS3C2410A为什么使用两片为什么使用两片HY57V561620HY57V561620？嵌入式系统开发及应用第十第十讲讲 教学内容教学内容 5.6 5.6 触摸屏接口触摸屏接口 6.1 6.1 串行接口串行接口 思考题：思考题：6 6章章4 4、1515、2323嵌入式系统开发及应用5.6

2、5.6 触摸屏接口触摸屏接口5.6.1 5.6.1 触摸屏工作原理与结构触摸屏工作原理与结构 触摸屏附着在显示器的表面，根据触摸点触摸屏附着在显示器的表面，根据触摸点在显示屏上对应坐标点的显示内容或图形符号，在显示屏上对应坐标点的显示内容或图形符号，进行相应的操作。进行相应的操作。在嵌入式系统中常用的是电阻式触摸屏。在嵌入式系统中常用的是电阻式触摸屏。嵌入式系统开发及应用 触摸屏最上层的外表面是经过硬化处理、光触摸屏最上层的外表面是经过硬化处理、光滑防刮的塑料层，内表面是一层导电层。滑防刮的塑料层，内表面是一层导电层。 基层为一层玻璃或薄膜，内表面涂有导电层。基层为一层玻璃或薄膜，内表面涂有导

3、电层。 在两导电层之间有许多细小的透明隔离点把在两导电层之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开绝缘。它们隔开绝缘。嵌入式系统开发及应用 在工作面在工作面的两条边线上的两条边线上各涂一条银胶各涂一条银胶（电极）。（电极）。 一端加一端加5V5V电压，一端加电压，一端加0V0V。在此工作。在此工作面两端形成均面两端形成均匀连续的电压。匀连续的电压。嵌入式系统开发及应用 触摸屏幕时，相互绝缘的导电层在触摸点触摸屏幕时，相互绝缘的导电层在触摸点处处接触，因顶层接通接触，因顶层接通X X轴方向的轴方向的5V5V均匀电压场，使得均匀电压场，使得底层的电压由零变为非零，将得到的电压值与底层的电压由零变为非零，

4、将得到的电压值与5V5V相比，得到触摸点的相比，得到触摸点的X X轴坐标。轴坐标。嵌入式系统开发及应用 电阻式触摸屏有电阻式触摸屏有四线式四线式和和五线式五线式。 四线式四线式触摸屏有触摸屏有4 4根引出线：根引出线： X X、X X，Y Y、Y Y；分别连到触摸屏的；分别连到触摸屏的X X电极对和电极对和Y Y电极对上。屏触摸寿命小于电极对上。屏触摸寿命小于100100万次。万次。 五线式五线式触摸屏引出触摸屏引出5 5根线。根线。X X、Y Y工作面采用分时工作面采用分时加电。屏触摸寿命达加电。屏触摸寿命达35003500万次。透光率和清晰度万次。透光率和清晰度更高，几乎没有色彩失真。更高

5、，几乎没有色彩失真。 注意：电阻触摸屏的外层采用塑胶，太用力或使注意：电阻触摸屏的外层采用塑胶，太用力或使 用锐器触摸会划伤触摸屏，导致触摸屏用锐器触摸会划伤触摸屏，导致触摸屏 报废。报废。嵌入式系统开发及应用5.6.2 5.6.2 采用专用芯片的触摸屏控制接口采用专用芯片的触摸屏控制接口 ADS7843ADS7843是是TITI公司生产的公司生产的4 4线式电阻触摸屏转线式电阻触摸屏转换接口芯片，是具有换接口芯片，是具有同步串行接口同步串行接口的的1212位取样模位取样模数转换器，数转换器，ADS7843ADS7843采用采用SSOP-16SSOP-16引脚封装形式。引脚封装形式。 ADS7

6、843 ADS7843可设置为可设置为8 8位或位或1212位模式，位模式，X+X+、X-X-、Y+Y+、Y-Y-为转换器模拟输入端。为转换器模拟输入端。 工作电压工作电压2.72.75.25V5.25V。 嵌入式系统开发及应用嵌入式系统开发及应用5.6.3 S3C2410A5.6.3 S3C2410A的触摸屏接口电路的触摸屏接口电路1 1S3C2410AS3C2410A与触摸屏的接口电路结构与触摸屏的接口电路结构 嵌入式系统开发及应用6.1.2 S3C2410A6.1.2 S3C2410A的的UARTUART UART UART（Universal Asynchronous Receiver

7、Universal Asynchronous Receiver and Transmitter and Transmitter，通用异步收发器）主要由数，通用异步收发器）主要由数据线接口、控制逻辑、配置寄存器、波特率发生据线接口、控制逻辑、配置寄存器、波特率发生器、发送部分和接收部分组成。器、发送部分和接收部分组成。 串行数据通信模式有单工、半双工和全双工。串行数据通信模式有单工、半双工和全双工。 串行通信在信息格式的约定上分为同步通信串行通信在信息格式的约定上分为同步通信和异步通信。和异步通信。 串行通信接口标准：串行通信接口标准： RS-232RS-232、 RS-422RS-422、 R

8、S-485RS-485。嵌入式系统开发及应用 RS232RS232：通信距离小于通信距离小于1515米。三线连接（简单连米。三线连接（简单连 接）接）RXDRXD、TXDTXD、GNDGND。 RS422RS422：通信距离小于通信距离小于12001200米米, , 二线连接。允许二线连接。允许 在传输线上连接一个主设备、在传输线上连接一个主设备、1010个从设个从设 备，从设备之间不能通信。备，从设备之间不能通信。 RS485RS485：通信距离达上千米。二线连接可实现真通信距离达上千米。二线连接可实现真 正的多点双向通信。正的多点双向通信。485485可以连接可以连接3232个个 设备。设

9、备。 嵌入式系统开发及应用 1.RS-485 1.RS-485串行接口串行接口 RSRS485485串行接口，以串行接口，以差分平衡方式差分平衡方式传输信号，传输信号，具有抗具有抗共模干扰共模干扰的能力。的能力。 差分平衡方式差分平衡方式: : 利用双绞线上的利用双绞线上的电压差分信号电压差分信号（用一个数值用一个数值来表示两个物理量之间的差异来表示两个物理量之间的差异）传输数据）传输数据1 1和和0 0。 共模干扰共模干扰：两根导线分别与：两根导线分别与“地线地线”产生的干扰产生的干扰电压或电流。电压或电流。嵌入式系统开发及应用2 2S3C2410A UARTS3C2410A UART与与R

10、S485RS485的接口电路的接口电路 MAX487MAX487的引脚功能如下：的引脚功能如下： RORO为接收器输出为接收器输出 AB 200mVAB 200mV， RORO为高电平为高电平 AB 200mVAB 200mV， RORO为低电平为低电平RERE：接收器使能控：接收器使能控 制，低电平有制，低电平有 效效嵌入式系统开发及应用DEDE：驱动器输出使能控：驱动器输出使能控 制，高电平输出有效。制，高电平输出有效。DIDI：驱动器输入。：驱动器输入。A A： 接收器同相输入接收器同相输入 驱动器同相输出驱动器同相输出B B： 接收器反相输入接收器反相输入 驱动器反相输出驱动器反相输出

11、VCCVCC：4.75V4.75V5.25V5.25VGNDGND：地：地嵌入式系统开发及应用 双绞线具有抑制共模干扰的能力。双绞线具有抑制共模干扰的能力。发送端：发送端：驱动器将驱动器将TTLTTL电平转换成差分信号输出；电平转换成差分信号输出；接收端：接收端：接收器将差分信号变成接收器将差分信号变成TTLTTL电平。电平。接收器：接收器：能够检测低达能够检测低达200mV200mV的电压，灵敏度高。的电压，灵敏度高。嵌入式系统开发及应用嵌入式系统开发及应用嵌入式系统开发及应用6.2.1 6.2.1 I I2 2C C接口基本原理与结构接口基本原理与结构 I I2 2C BUSC BUS（内

12、部集成电路总线）由（内部集成电路总线）由PhilipsPhilips公司推出的二线制串行扩展总线。公司推出的二线制串行扩展总线。在在I I2 2C C总线上，只需要两条线总线上，只需要两条线: : 串行数据串行数据SDASDA线线 串行时钟串行时钟SCLSCL线线 SDASDA和和SCLSCL都是双向的。每个器件都有唯都是双向的。每个器件都有唯一的地址以供识别。一的地址以供识别。嵌入式系统开发及应用嵌入式系统开发及应用I I2 2C C总线的数据传输过程总线的数据传输过程 开始：主设备产生启动信号。开始：主设备产生启动信号。 地址：主设备发送地址：主设备发送7 7位的从设备地址和位的从设备地址

13、和1 1位的位的 数据读、写方向指示位。数据读、写方向指示位。 数据：数据一般以数据：数据一般以8 8位传输。接收到数据后位传输。接收到数据后 接收器产生接收器产生1 1位的位的ACKACK（应答信号）表明收到（应答信号）表明收到 了每个字节。了每个字节。 停止：主设备产生停止信号，结束数据传输。停止：主设备产生停止信号，结束数据传输。嵌入式系统开发及应用S3C2410AS3C2410A的的I I2 2C C接口接口应用实例应用实例嵌入式系统开发及应用6.3.1 6.3.1 USBUSB接口基本原理与结构接口基本原理与结构 USBUSB（通用串行总线）是连接计算机与外（通用串行总线）是连接计算

14、机与外围设备的机外总线。围设备的机外总线。 USBUSB总线的主要性能特点总线的主要性能特点（1 1）即插即用、可连接多个外部设备）即插即用、可连接多个外部设备（2 2）同时支持不同速率的设备）同时支持不同速率的设备（3 3）采用）采用4 4引脚插头和电缆传送信号和电源，引脚插头和电缆传送信号和电源， 长度可达长度可达5m5m（4 4）提供）提供5V5V电压电压, , 500mA500mA电流。电流。嵌入式系统开发及应用 USBUSB总线的电缆有一对双绞信号线和一对总线的电缆有一对双绞信号线和一对电源线。支持电源线。支持480Mb/s480Mb/s（高速）、（高速）、12Mb/s12Mb/s（

15、全（全速）、速）、1.5Mb/s1.5Mb/s（低速）（低速）3 3种数据传输速率。种数据传输速率。嵌入式系统开发及应用6.4.1 6.4.1 SPI SPI接口基本原理与结构接口基本原理与结构 SPISPI（串行外围设备接口）是由（串行外围设备接口）是由MotorolaMotorola公司开发公司开发, ,连接存储器、连接存储器、A/DA/D转换器、转换器、D/AD/A转换器、转换器、实时时钟日历、实时时钟日历、LCDLCD驱动器、传感器、音频芯片驱动器、传感器、音频芯片等。等。嵌入式系统开发及应用SPISPI是是4 4线接口，线接口，4 4个信号是：个信号是： 主机输出从机输入（主机输出从

16、机输入（MOSIMOSI）、 主机输入从机输出（主机输入从机输出（MISOMISO）、）、 串行串行SCLKSCLK或或SCKSCK、外设片选外设片选。嵌入式系统开发及应用 主机将字节写到主机将字节写到SPISPI数据寄存器，由数据寄存器，由MOSIMOSI信信号线传送给外设。外设将数据寄存器中的字节通号线传送给外设。外设将数据寄存器中的字节通过过MISOMISO信号线传送给主机。信号线传送给主机。 外设的写、读操作是同步完成的。外设的写、读操作是同步完成的。 嵌入式系统开发及应用6.5.1 PCI6.5.1 PCI接口基本结构接口基本结构 PCIPCI（外围设备互连）总线由（外围设备互连）总

17、线由IntelIntel公司推公司推出的一种局部总线，是当前用于系统扩展最流行出的一种局部总线，是当前用于系统扩展最流行的总线之一。的总线之一。 PCIPCI定义了定义了3232位数据总线，可扩展为位数据总线，可扩展为6464位。位。总线速度有总线速度有33MHz33MHz和和66MHz66MHz两种。改良的两种。改良的PCIPCI系统系统PCI-XPCI-X，数据传输速度可达到，数据传输速度可达到6464位位133MHz133MHz。 PCIPCI总线主板插槽的体积比总线主板插槽的体积比ISAISA总线插槽小，总线插槽小，支持突发读写操作，支持即插即用支持突发读写操作，支持即插即用 。嵌入式

18、系统开发及应用白色白色PCIPCI黑色黑色ISAISA嵌入式系统开发及应用7.2.1 7.2.1 CANCAN总线概述总线概述 CANCAN（Controller Area NetworkController Area Network，控制，控制器局域网）是德国于器局域网）是德国于19831983年为汽车应用而开发年为汽车应用而开发的一种现场总线，能支持分布式控制和实时控的一种现场总线，能支持分布式控制和实时控制的串行通信网络。制的串行通信网络。嵌入式系统开发及应用 理想的理想的CANCAN总线构成的网络中可挂接任意多总线构成的网络中可挂接任意多个节点，实际应用中节点数目受网络硬件的电个节点，

19、实际应用中节点数目受网络硬件的电气特性所限制。气特性所限制。 CANCAN总线的通信介质可采用双绞线、同轴电总线的通信介质可采用双绞线、同轴电缆和光导纤维，最常用的是双绞线。通信距离缆和光导纤维，最常用的是双绞线。通信距离与波特率有关，最大通信距离可达与波特率有关，最大通信距离可达10km10km，最大，最大通信波特率可达通信波特率可达1Mbps1Mbps。 CANCAN总线控制器：完成时序逻辑转换。总线控制器：完成时序逻辑转换。CANCAN收发器：收发器：TTLTTL电平到电平到CANCAN总线电平的转换。总线电平的转换。嵌入式系统开发及应用 多数嵌入式处理器都不带多数嵌入式处理器都不带CA

20、NCAN总线控制器。总线控制器。 通常的解决方案是在嵌入式处理器的外部总线通常的解决方案是在嵌入式处理器的外部总线 上扩展上扩展CANCAN总线控制接口芯片：总线控制接口芯片： PhillipsPhillips： SJA1000CANSJA1000CAN MicrochipMicrochip：MCP251xMCP251x系列系列 （MCP2510MCP2510和和MCP2515MCP2515） CANCAN总线收发器：总线收发器： TJA1050TJA1050 嵌入式系统开发及应用 TJA1050TJA1050是控制器区域网络是控制器区域网络(CAN)(CAN)协议控制协议控制器和物理总线之间

21、的接口，是一种标准的高速器和物理总线之间的接口，是一种标准的高速CANCAN收发器。收发器。TJA1050TJA1050可以为总线提供差动发送可以为总线提供差动发送性能，为性能，为CANCAN控制器提供差动接收性能。控制器提供差动接收性能。嵌入式系统开发及应用TXDTXD： 发送数据输出发送数据输出RXDRXD： 接收数据输入接收数据输入GNDGND： 接地接地VCCVCC： 电源电源VrefVref：参考电压输出：参考电压输出CANLCANL：低电平：低电平 CAN CAN 总线总线CANHCANH：高电平：高电平 CAN CAN 总线总线S S： 选择进入高速模式选择进入高速模式 还是静音模式还是静音模式嵌入式系统开发及应用嵌入式系统开发及应用