基于ARM S3C2410的PDA人機接口電路

　　引言

　　PDA（個人數字助理）實際上是一種比筆記本電腦還要小得多的手持式電腦，這種手持設備兼有計算、網絡、傳真、電話等多種功能，使得個人信息管理變得尤為方便，網上沖浪、收發電子郵件都可以通過無線方式解決。隨著電子技術的迅猛發展，具有耗電少、亮度高、體積小等特點的LCD（液晶顯示器）被廣泛應用于PDA系統中。

　　S3C2410是三星公司設計的32位RISC（精簡指令集計算機）嵌入式處理器。該芯片基于ARM920T、內核，集成了眾多的常用資源，如LCD控制器、SD RAM控制器、1個觸摸屏接口、2個SPI接口等，內核最高工作頻率可達266 MHz。適用于信息家電、智能電話、平板（Tablet）電腦、PDA、移動終端等領域。

　　1 S3C2410 LCD控制器的電路設計

　　1.1 S3C2410的LCD控制器

　　S3C2410的LCD控制器用來傳輸圖像數據并產生相應的控制信號，該控制器由REGBANK（控制寄存器組）、LCDC DMA（專用DMA）、VIDPCS（視頻信號處理單元）、LPC3600和TIMEGEN（時序信號產生單元）組成。其中：REGBANK包含17個可編程寄存器和幾個256×16的調色板存儲器，用來配置LCD控制器，并設置相應的參數；LCDCDMA提供了視頻信號的快速傳輸通道，自動通過系統總線從系統幀緩存中取出視頻數據，并傳輸到視頻信號處理單元；VIDPCS將專用DMA中取出的信號進行整形并提高驅動能力等處理后，輸出到外部數據端口VD［23：0］；TIMEGEN和LPC3600產生LCD屏所需要的控制時序。

　　S3C2410 LCD控制器可以產生用于控制TFT-LCD的時序信號，主要包括VCLK（像點時鐘）、VDEN（數據有效信號）、VSYNC（垂直同步信號）、HSYNC（水平同步信號）、LEND（行結束信號）及LCD_PWREN（液晶屏使能信號）。其中：VCLK信號是LCD控制器和LCD驅動器的像素時鐘信號，LCD控制器在VCLK信號的上升沿處將數據送出，在VCLK信號的下降沿處被LCD控制器采樣；VSYNC信號是垂直同步信號（也稱幀同步信號），用來指示新的一幀圖像的開始；HSYNC信號是水平同步信號（或行同步信號），用來給出新的一行掃描信號的開始；VDEN信號是數據使能信號；LEND信號是行掃描結束信號，LCD驅動器在每掃描一行像素后給出該信號；LCD_PWREN信號用來控制LCD控制器的開或關，以便降低功耗，它需要LCD控制器硬件設計的支持。

　　1.2 S3C2410的LCD控制器寄存器操作和設置

　　S3C2410的LCD控制器內部設有較多的寄存器，其中與時序信號高度相關的寄存器位于寄存器組中的LCDCON1／2／3／4／5。本系統設計的LCD驅動器需要LCD控制器給出VCLK、VDEN、LCD_PWREN和VD［23：0］信號。VCLK信號依賴于LCDCON1寄存器中CLKVAL和S3C2410的HCLK的取值，具體公式為： VCLK（Hz）=HCLK／［（CLKVAL+1）×2］

　　VSYNC和HSYNC的產生依賴于LCDCON2／3寄存器及HOZVAL和LINEVAL的配置，其中：

　　HOZVAL=水平像素數-1

　　LINEVAL=垂直顯示尺寸-1

　　幀頻率VSYNC與LCDCON1／2／3／4寄存器中的VSPW、VBPD、VFPD、LINEVAL、HSYNC、HBPD、HFPD、HOZVAL和CLKVAL有關。

　　1.3 S3C2410與LCD的接口電路

　　S3C2410支持TFT／STN型的LCD，但是不能直接與LCD相連，需要接口板驅動，而本系統所用***建美電子股份有限公司的LCD集成了驅動電路，使得設計更為方便穩定，該LCD應用了最新的QVGA技術，分辨率是240×320像素的液晶輸出方式，使得顯示的像素更高、更清晰。該LCD采用4線電阻觸摸屏，4線電阻模擬量技術的2層透明金屬層工作時每層均增加恒定電壓：一個豎直方向YD、YU，一個水平方向XR、XL，總共需4根電纜。其特點是：高解析度，高速傳輸反應，表面硬度處理，減少擦傷、刮傷及防化學處理，具有光面及霧面處理，一次校正，穩定性高，永不漂移通過。JEMITEK的LCD通過50引腳的插座與S3C2410接口電路連接，如圖1所示。

　　2 PDA的觸摸屏設計

　　在PDA中，實現PDA與人的交互非常重要，在普通PC機上人與機器的交互基本上都是通過鍵盤或鼠標，但在PDA中，為系統配備一個鍵盤或鼠標顯然帶來很多不便。因此，現在絕大部分PDA都配備有觸摸屏。觸摸屏是透明的，一般情況下都是與LCD粘在一起，當用戶在觸摸屏上點擊時，系統可以得到點擊的位置，將該位置坐標換算到LCD坐標，就可以實現用戶與機器的交互。

　　觸摸屏的結構如圖2所示。