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ANewGenerationofTSC2046TouchScreenController

新一代TSC2046触摸屏控制器

作者：华中科技大学朱品伟乔学亮陈建国

摘要

TSC2046引脚和ADS7846的引脚完全兼容，其核心是一个具有采样和保持功能的12位逐

次逼近式A/D转换器。当有触摸事件发生时，PENIRQ笔中断引脚产生一个低电平信号，向微

控制器申请中断服务。TSC2046通过SPI接口和微控制器进行通信，在正常转换时，X+、Y+、

X-、Y-、VBAT、AUXIN六路模拟输入信号需经过片内的6通道选择器选择后，方可进入模拟

量输入通道进行转换。TSC2046工作方式可设为8位或12位模式，输入方式有差分输入和单端

输入，其中断服务程序可采用C51语言编写。

关键词TSC2046触摸屏触摸屏控制器

引言

在便携式电子类产品中，触摸屏由于其轻便、占用空间少、方便灵活等优点，已经逐渐取代

键盘，成为嵌入式计算机系统的输入设备。触摸屏分为电阻、电容、表面声波、红外线扫描和矢

量压力传感等类型,其中使用最多的是四线或五线电阻触摸屏。四线电阻触摸屏是由两个透明电

阻膜构成的,在它的水平和垂直电阻网上施加电压,就可通过A/D转换面板在触摸点测量出电

压而对应出坐标值。TSC2046是ADS7846的下一代四线触摸屏控制器，是典型的逐次逼近寄存

器型A/D变换器。其结构以电容再分布为基础，包含了取样/保持功能，支持低电压（1.5~5.25V）

的I/O接口。

1引脚功能和内部结构

TSC2046的引脚和ADS7846的引脚完全兼容，可以插入和ADS7846相适应的插座中，因

此，很方便替换原来使用的ADS7846进行更新升级。TSC2046内部有2.5V的参考电压，可用

来作为辅助输入、电池电压测量和片内温度测量。当不使用时，参考电压还可以处于省电模式。

TSC2046在125kHz吞吐速率和2.7V电压下的功耗仅为750μW。TSC2046以其低功耗和高速

率等特性,被广泛应用在采用电池供电的小型手持设备上，比如PDA、手机等。TSC2046采用

0.6μm的CMO工艺制作，有TOP16、QFN16和VFBGA三种引脚封装形式,温度范围是-40～

+85℃。

图1是TSC2046在TOP16封装形式下的引脚排列。

图1TSC2046的引脚排列

1

X+、Y+、X-、Y-：转换器的模拟输入端，实际上是一个4通道多路器。

DCLK：外部时钟输入引脚。

DIN：串行数据输入、其控制数据通过该引脚输入。

DOUT：串行数据输出，用于输出转换后的触摸位置数据，12位工作方式下，最大为4095。

AUX：辅助输入端。

PENIRQ：笔中断引脚，当有触摸事件发生时，向微控制器申请中断服务。

VBAT：电池监控输入端。

IOVDD：数字电源输入端。

图2为TSC2046的内部结构。在正常转换时，X+、Y+、X-、Y-、VBAT、AUXIN六路模

拟信号经过片内的6通道选择器选择后，方可进入模拟量输入通道进行转换。具体工作过程如下：

当要测量X坐标时，首先通过写控制字到触摸屏控制器，使得在X+和X-上施加一个确定的电

压，而Y+和Y-上不加电压，则X+和X-之间就会形成均匀连续的平行电压场。当用手指或触摸

笔触及触摸屏表面时，触点处的电压反映了触点在X工作面上的位置。将该电压量通过Y+或

Y-电极引出到触摸屏控制器（此时从触摸点到Y+或Y-的电阻非常小，可以忽略不计），在其中

经过A/D转换，便可得到触点电压的数字量，即X坐标。同理可测得Y坐标。不过这样测量的

结果不管触摸点在什么地方，都不可能得到0或满量程的电压，因为一部分的电压被内部的