基于ARM S3C2410的PDA人机接口电路

　　引言

　　PDA（个人数字助理）实际上是一种比笔记本电脑还要小得多的手持式电脑，这种手持设备兼有计算、网络、传真、电话等多种功能，使得个人信息管理变得尤为方便，网上冲浪、收发电子邮件都可以通过无线方式解决。随着电子技术的迅猛发展，具有耗电少、亮度高、体积小等特点的LCD（液晶显示器）被广泛应用于PDA系统中。

　　S3C2410是三星公司设计的32位RISC（精简指令集计算机）嵌入式处理器。该芯片基于ARM920T、内核，集成了众多的常用资源，如LCD控制器、SDRAM控制器、1个触摸屏接口、2个SPI接口等，内核最高工作频率可达266 MHz。适用于信息家电、智能电话、平板（Tablet）电脑、PDA、移动终端等领域。

　　1 S3C2410 LCD控制器的电路设计

　　1.1 S3C2410的LCD控制器

　　S3C2410的LCD控制器用来传输图像数据并产生相应的控制信号，该控制器由REGBANK（控制寄存器组）、LCDCDMA（专用DMA）、VIDPCS（视频信号处理单元）、LPC3600和TIMEGEN（时序信号产生单元）组成。其中：REGBANK包含17个可编程寄存器和几个256×16的调色板存储器，用来配置LCD控制器，并设置相应的参数；LCDCDMA提供了视频信号的快速传输通道，自动通过系统总线从系统帧缓存中取出视频数据，并传输到视频信号处理单元；VIDPCS将专用DMA中取出的信号进行整形并提高驱动能力等处理后，输出到外部数据端口VD［23：0］；TIMEGEN和LPC3600产生LCD屏所需要的控制时序。

　　S3C2410 LCD控制器可以产生用于控制TFT-LCD的时序信号，主要包括VCLK（像点时钟）、VDEN（数据有效信号）、VSYNC（垂直同步信号）、HSYNC（水平同步信号）、LEND（行结束信号）及LCD_PWREN（液晶屏使能信号）。其中：VCLK信号是LCD控制器和LCD驱动器的像素时钟信号，LCD控制器在VCLK信号的上升沿处将数据送出，在VCLK信号的下降沿处被LCD控制器采样；VSYNC信号是垂直同步信号（也称帧同步信号），用来指示新的一帧图像的开始；HSYNC信号是水平同步信号（或行同步信号），用来给出新的一行扫描信号的开始；VDEN信号是数据使能信号；LEND信号是行扫描结束信号，LCD驱动器在每扫描一行像素后给出该信号；LCD_PWREN信号用来控制LCD控制器的开或关，以便降低功耗，它需要LCD控制器硬件设计的支持。

　　1.2 S3C2410的LCD控制器寄存器操作和设置

　　S3C2410的LCD控制器内部设有较多的寄存器，其中与时序信号高度相关的寄存器位于寄存器组中的LCDCON1／2／3／4／5。本系统设计的LCD驱动器需要LCD控制器给出VCLK、VDEN、LCD_PWREN和VD［23：0］信号。VCLK信号依赖于LCDCON1寄存器中CLKVAL和S3C2410的HCLK的取值，具体公式为： VCLK（Hz）=HCLK／［（CLKVAL+1）×2］

　　VSYNC和HSYNC的产生依赖于LCDCON2／3寄存器及HOZVAL和LINEVAL的配置，其中：

　　HOZVAL=水平像素数-1

　　LINEVAL=垂直显示尺寸-1

　　帧频率VSYNC与LCDCON1／2／3／4寄存器中的VSPW、VBPD、VFPD、LINEVAL、HSYNC、HBPD、HFPD、HOZVAL和CLKVAL有关。

　　1.3 S3C2410与LCD的接口电路

　　S3C2410支持TFT／STN型的LCD，但是不能直接与LCD相连，需要接口板驱动，而本系统所用***建美电子股份有限公司的LCD集成了驱动电路，使得设计更为方便稳定，该LCD应用了最新的QVGA技术，分辨率是240×320像素的液晶输出方式，使得显示的像素更高、更清晰。该LCD采用4线电阻触摸屏，4线电阻模拟量技术的2层透明金属层工作时每层均增加恒定电压：一个竖直方向YD、YU，一个水平方向XR、XL，总共需4根电缆。其特点是：高解析度，高速传输反应，表面硬度处理，减少擦伤、刮伤及防化学处理，具有光面及雾面处理，一次校正，稳定性高，永不漂移通过。JEMITEK的LCD通过50引脚的插座与S3C2410接口电路连接，如图1所示。

　　

　　2 PDA的触摸屏设计

　　在PDA中，实现PDA与人的交互非常重要，在普通PC机上人与机器的交互基本上都是通过键盘或鼠标，但在PDA中，为系统配备一个键盘或鼠标显然带来很多不便。因此，现在绝大部分PDA都配备有触摸屏。触摸屏是透明的，一般情况下都是与LCD粘在一起，当用户在触摸屏上点击时，系统可以得到点击的位置，将该位置坐标换算到LCD坐标，就可以实现用户与机器的交互。

　　触摸屏的结构如图2所示。

　　

　　当用户点击触屏时，顶层和底层通过中间的导通层连接，如果想测X方向的坐标，则在X+和X-两极加上电压，从Y+或Y-取出电压，根据取出的电压可以得到用户点击的X方向的坐标。当测Y方向的坐标时实现方式一样。