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1、五点算法.pdf 的翻译第1页五点算法的校准触摸屏的设计与实现基于STC MCU张晖，物理系广东工业大学的教育广州，中国j.zhang25 卫军杨，Zuihong他广州市理工，广州大学实验中心（）广州，中国摘要指向的偏差触摸屏实际应用中，一种五点校准算法。我们设计了一个高性能的系统MCU作为控制单元。的数据后，AD转换ADS7845，被校准，并传输到LCD显示器。的五点校准算法系统已被用于乙烷生产商，广州石化有限公司，实现触摸屏的校准误差。关键词：触摸屏幕;通讯协议;算术IINTRODUCTION触摸屏和液晶的尺寸和形状的几乎是一致的，与触摸屏的自己的特点，不能准确地匹配。它必须是使用前校准软
2、件1。的校准方法是为了确认该错误，并校正矩阵assorting推导出五点，高相应的连接校准点与点之间的软件。这是非常重要的降低嵌入式系统的成本，提高了触摸屏幕的精度。II。他的系统组件的硬件组件的信号采集终端的如图1所示。STC89C58RD主控制CPU功率供应上端电脑UART0用户LCD屏幕I / OI / OLED指针灯火一校准钮电阻触摸屏ADS7845I / OFIGURE 1系统硬件框图该系统由七个单位：主控制CPU电阻式触摸屏，电源，通讯，电源，LED指示灯，校准按钮，用户LCD屏幕上。具有成本效益的STC89C58RD被用作在本设计中的主控制CPU。考虑到长距离，MCU的不平衡传输
3、UART接口被用作之间的通信接口低端计算机和用户的LCD屏幕。每个单元都介绍如下。A.主控制单元高性能和低功耗的STC89C58RD生产由陶弘景有限公司，被采用为信号处理的主要控制CPU。它配备有先进的RISC结构，3个定时器/计数器，16KEEPROM，32个I / O端口，与MCS-51兼容。主控制CPU的功能是将其转换数据ADS7845.which想通了，通过五点校正算法，LCD UART0。在同时控制CPU校准屏幕，并产生校正矩阵时，按下任何按钮。这五个LED指示灯代表5个校准点。B. ADS7845 A / D转换器ADS7845是一个12-bit取样的模拟至数字转换器（ADC），具
4、有同步串行接口用于驱动触摸屏的低导通电阻开关。2.7V低功耗，高速，板上开关使ADS7845非常适合电池供电的系统，如电阻式触摸屏和个人数字助理其他便携式设备。ADS7845可在16 -引线SSOP封装，保证在-40C至+85C温度范围。还有一些其他的功能如125 kHz的转化率，低功耗和宽电压范围，2V至5V单电源供电。C.其他模块考虑到工业现场环境中，特别在系统的电源采用抗干扰电路模块。上端与主计算机通信通过UART0控制CPU，例如下载程序协议调试。LED指示灯指示工作而五点校准状态。III小号变体系软件设计，通信协议在终端软件采用模块化设计，设计，低耦合，高内聚。有四个2011年未来计
5、算机科学与教育国际会议978-0-7695-4533-2/11 $ 26.002011 IEEEDOI 10.1109/ICFCSE.2011.1596372011年未来计算机科学与教育国际会议978-0-7695-4533-2/11 $ 26.002011 IEEEDOI 10.1109/ICFCSE.2011.1596372011年未来计算机科学与教育国际会议978-0-7695-4533-2/11 $ 26.002011 IEEEDOI 10.1109/ICFCSE.2011.159637第2页模块：主程序，AD信号的采集，五点校正矩阵计算，通信。一个主程序流程图主程序是负责数据传输和从
6、ADS7845，处理和显示在液晶显示屏上根据协议。其软件流程图如图2所示。MCU进行出数据传输和处置，同步检查系统是否已经在五点校准状态。“串口的中断是开放的。一些必要的反除了 在软件设计中采用抗干扰措施硬件抗干扰电路。比如，数据从ADS7845过滤，提取信息，看门狗程序使用，以避免“系统崩溃”。图2。程序流程图B.通信协议和CRC校验由于MAX232只能保证二进制信号流流通一定的通信物理层，协议必须被设置在数据链路层中，以可以保证物理层的比特流错误纠正。通信协议是由用户解决。“从终端到信息帧格式LCD触摸屏幕如表1所示：表1 FRAME结构框架头命令数据结帐框架尾1个字节1个字节N个字节1个
7、字节1BYTE帧头被定义为H和G，帧尾值0x3c表示，液晶屏已经准备好接收数据;0x2A表示代表从ADS7845中读取数据，0X45代表停止阅读ADS7845。CRC（循环冗余码检查）中使用的通信协议，抗干扰能力强。具有良好的代数配置，简单的编码器和功能强大的纠错能力，循环冗余检查可以很容易实现。基于的原则部门和算术恭维，CRC方面的数据要发送的位序列作为一个多项式函数f（x）的系数，（x）的前预的协调一致多项式除以发送和一个算术恭维多项获得。多项数据加算术恭维多项式被发送到接收端被除以由G（x）中相同的方式，并比较所接收的数据结果与接收到的算术恭维多项数据。匹配装置传输成功。本文采用CRC-
8、4。，多项式1）（4+=xxx（1）多项与CRC编码后的通信是（）*（）（）T XxFX R X=+（2）CRC可以很容易实现，是一个最广泛的用于检查错误编码2。IV REALIZATION校准算法校准算法被用于校正引起的误差机制和放大系数。如图3所示显示，轨道是椭圆形的所有点“收集从触摸屏如上所述，循环轨道示出在下面的LCD上。经过一系列的滚动，移位和放大，参数不似在每个方向两个数字之间。图3。触摸屏和LCD的轨迹校准的目的是为了获得这些点在LCD上的数字转换后的对应于在触摸屏上的数字。正如图4所示，在LCD上的每个点638第3页应该作为一个向量量子点，对应于点触摸屏为载体Q.之间的角度差两
9、个点，=D。图4。载体上的点LCD和触摸屏很显然，这一点无论是LCD或触摸屏可以通过以下进行说明为了矢量的长度和角度。建立在两个点之间的关系，一个参数N是应该操作QD和QNQ=QD（3）N为转换矩阵，任意Q值在触摸屏幕可以推导出相应的价值QD上LCD如果N结算。的坐标X，Y是分别乘以不同的放大系数KX和K，增加了位移X因子和Y，作出相应的这说明两点关系，对LCD的方程触摸屏如下：）罪（，）（COSXK表XK表Q+=qqqq（4）该方程描述了关系两点LCD和触摸屏之间的更准确。以未知方程，角差是应该是无穷小和sin，cos。简化后，方程可以被描述为如下：，XXK表XK表XK表XK表Q+-=qq（
10、5）更换前等式中的常数可以使它简单的，如下所示：654321XXX+=+=（6）在触摸屏上的点的坐标被用来描述点坐标在LCD上。虽然角度不同的是无穷小，三个点触摸屏Q0，Q1，Q2和比较三个点LCD QD0，QD1和QD2可以建立非冗余方程如下：3：625242615141605040322212312111302010XXXXXXXXX+=+=+=+=+=+=（7）一旦这些参数，如N1，N2，N3，N4，N5，N6已经知道，可以在LCD上的比较点触摸屏，由上述方程和原始数据计算屏幕上。基于数学推导的角度差被认为是无穷小。它是可行的，体积小大尺寸屏幕画面或精度低，但不可行的精度高。为了达到更好
11、的精度的基础上，上述数学推导，屏幕方面则分为四个部分，五点校准算法。图5显示为：2区1区3区4区QD0QD4QD4QD2QD1图5。在屏幕上的五个点随机选择对称的四点QD0，QD1，QD2，QD3和LCD四角的中心点QD4（考虑到一个事实，这些点不能近到触摸屏幕的边缘，用于非线性的缘故，否则每个点之间的距离应足够宽，以便以减少放大率误差尽可能多）和通过QD0 QD2 -1，斜坡，使斜坡通过QD1 QD3 1。当校准，五点的坐标显示在LCD反过来。检查是否有任何一点上按下触摸屏显示时，每个坐标。五点Q0，Q1，Q2，Q3，Q4可以读取ADS7845和整个触摸屏被分成四个部分。每个部分是由两个边缘
12、点，并中心点，这使得一个等腰三角形。由式（2），4个校准系数方程可以表示为如下：639第4页44，2047KYXXY=后点的区域已经取得了在LCD上，QD可以计算出校正公式（2），根据该区域。和QD坐标被转换为显示在LCD根据到承兑LCD协议。VCONCLUSION调试软件和硬件，调整后ADS7845采样率，过滤和优化读广告值，系统已投入使用的触摸屏IPC乙烷生产部，广州石化有限公司，并已来真实准确位置的电阻式触摸屏屏幕上。快速的通信速率，误码率极低，强抗干扰能力强，整个系统充分显示STCMCU的高性能和ADS7845的高采样率和高可靠性。目前，该系统已对工业厂房的工作。参考文献1罗浩，王志华，“与噪声的分析与处理触摸屏信息终端“，微型计算机信息。21第112号，2005年11月，页138-1392钱卫中的“数据采集的设计与实现系统的数据采集与处理，“。15号2，2000年6月，第248-2513孙稚拙，“串行通信系统的一个集成的故障容错技术“，计算机与现代化。8 132号2006年8月，页74-76640