利用XPT2046制作一个电位器AD转换装置

Posted 2020-10-03 立冬以东

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。

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

 

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

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

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

 

 

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

  1 #include <reg52.h>
  2 #include<intrins.h>
  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4位
 17 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 }