基于XPT2046芯片的电位器AD转换装置设计

XPT2046是一款四线制电阻触摸屏控制芯片,内含12位分辨率125KHz转换速率逐步逼近型A/D转换器,支持从1.5V到5.25V的低电压I/O接口。

所谓逐步逼近型,就是输入一个模拟量,其与1000 0000 0000 对应的模拟量进行比较,大则高位取1,小则高位取0。 这种思想相当于折半查询,所以可以依次从高位到低位确定所有值,以此来确定模拟量对应的数字量。

我们该如何去用这个芯片,来完成将一个模拟量转换成数字量呢?

初学者确实有很大的困难,我们需要学会怎么去看它的芯片手册。

基于XPT2046芯片的电位器AD转换装置设计

上图是它的一个封装图,是不是看得很乱?

别急,这时候还要看看它每个管脚的功能描述

如下图

基于XPT2046芯片的电位器AD转换装置设计

这时候,我们可以大致了解这是一个串行输入输出的芯片。

串行数据输出是DOUT(16管脚),也就是我们最终的数字量。

串行数据输入是DIN(2管脚),你会想,我们不是输入的是模拟量,怎么会要串行输入呢?

确实,你会看到6、7、8、9管脚都是输入管脚,它们就不是串行输入的,所以我们可以推测它们是不同的模拟量输入口。 其实DIN管脚是模式控制输入口,就好比我们去操作寄存器一样,要写进去一个数字量,来控制寄存器的运行模式,芯片也是这样。

再看DCLK管脚,这是外部时钟输入口,既然是串行输入输出,就要有拍子来控制一个一个字节输入输出,所以这个管脚就是起到这个作用。

然后我们一定要看时序图

基于XPT2046芯片的电位器AD转换装置设计

通过看时序图,才能了解芯片的工作方式。

首先,CS是片选,低电平有效。

首先输入一个DIN,但是由于是串行输入,所以这里就要用位运算来一位一位提取后输入到DIN管脚,而输进去的时候是发生在时钟上升沿,时钟下降沿结束输入。

所以我们可以将模式输入程序写成这样的格式:

1、获得char 型模式数字量

2、DCLK = 0.

3、提取高位并将其赋值给DIN

4、DCLK = 1.锁存当前值。

循环8次。

之后我们发现芯片进入busy阶段,我们需要给它一个小延时,让它进行AD转换,然后我们还需要再给一个时钟脉冲,清除busy.

接下来就是读取DOUT的值,原理同DIN输入。

而模式的选择需要看你的板子上是怎么外接的

基于XPT2046芯片的电位器AD转换装置设计

我们需要用电位器来实现AD转换,所以模拟量输入接口应该选择X+(6管脚)

再看芯片手册的模式说明

基于XPT2046芯片的电位器AD转换装置设计

基于XPT2046芯片的电位器AD转换装置设计

所以我们模式选择为0x94,读者可以自行对照每一位看看。

综上,我就可以给出完整代码了

复制1 #include 52.h> 2 #include 3 4 #define uint unsigned int 5 #define uchar unsigned char 6 #define GPIO_DUAN P0 7 8 uchar table[]={ 9 0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 10 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 11 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 12 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71 13 }; 14 15 uchar DisplayData[5]; 16 sbit HCA = P2^2;//HCA,HCB,HCC是利用了74HC138译码器来进行位选,我们动态位选了417 sbit HCB = P2^3; 18 sbit HCC = P2^4; 19 sbit CLK = P1^0; 20 sbit CS = P1^1; 21 sbit DIN = P1^2; 22 sbit DOUT = P1^3; 23 24 void DisplayDS(); 25 void delayms(uint xms); 26 uint Read_AD_Data(uchar moshi); 27 void SPI_Write(uchar moshi); 28 uint GetValue(); 29 30 void main() 31 { 32 uint temp, cnt = 50; 33 while(1){ 34 if(cnt == 50){//每50下读取转换值,避免数字跳动太快 35 temp = Read_AD_Data(0x94); 36 cnt = 0; 37 } 38 cnt++; 39 40 DisplayData[0] = table[temp%10000/1000]; 41 DisplayData[1] = table[temp%1000/100]; 42 DisplayData[2] = table[temp%100/10]; 43 DisplayData[3] = table[temp%10/1]; 44 45 DisplayDS(); 46 } 47 } 48 49 void DisplayDS() 50 {//动态扫描函数 51 uint i; 52 for(i = 0; i < 4; i++){ 53 GPIO_DUAN = 0x00; 54 switch(i) 55 { 56 case 0 : HCC = 0; HCB = 0; HCA = 0; break; 57 case 1 : HCC = 0; HCB = 0; HCA = 1; break; 58 case 2 : HCC = 0; HCB = 1; HCA = 0; break; 59 case 3 : HCC = 0; HCB = 1; HCA = 1; break; 60 } 61 GPIO_DUAN = DisplayData[i]; 62 delayms(1); 63 } 64 } 65 66 void delayms(uint xms) 67 { 68 uint i, j; 69 for(i = 0; i < xms; i++) 70 for(j = 0; j < 110; j++); 71 } 72 73 uint Read_AD_Data(uchar moshi) 74 {//读取最终的数字量函数 75 uint i, ans; 76 SPI_Write(moshi); 77 for(i = 0; i < 5; i++); 78 79 CLK = 1; 80 _nop_(); 81 _nop_(); 82 CLK = 0; 83 _nop_(); 84 _nop_(); 85 86 ans = GetValue(); 87 CS = 1; 88 return ans; 89 } 90 91 void SPI_Write(uchar moshi) 92 {//写模式函数 93 uint i; 94 CS = 0; 95 for(i = 0; i < 8; i++){ 96 CLK = 0; 97 DIN = moshi>>7; 98 CLK = 1; 99 moshi <<= 1; 100 } 101 CLK = 0; 102 } 103 104 uint GetValue() 105 {//读取DOUT管脚,得到最终数字量函数 106 uint i, ans = 0; 107 for(i = 0; i < 12; i++){ 108 CLK = 0; 109 ans <<= 1; 110 ans |= DOUT; 111 CLK = 1; 112 } 113 CLK = 0; 114 return ans; 115 }

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