课题内容和本人主要工作

通过对嵌入式系统知识的学习，熟悉计算机控制，系统掌握基于8位AVR单片机的嵌入式开发平台的基本开发手段和LCD显示原理及驱动技术，完成人机界面系统的硬件电路设计和软件设计。系统应包括信号采集、数据处理，数据显示三个部分。信号采集部分的设计，要求触摸屏对触摸动作的感应具备一定的灵敏度，能进行界面切换以及字符和汉字的显示。触摸屏利用触摸屏进行信号采集，通过MCU对触摸屏采集的信号进行处理，控制数据在液晶显示屏上的显示，实现人机交互的目的。

本章详细介绍触摸信号采集、单片机控制、LCD显示、串行通信、电源管理和复位六大模块的硬件电路设计。硬件系统主要完成将外界触摸信号转换成MCU可处理的电平信号，并通过串口与上位机接口接受上位机的控制。系统采用的ATmega16具备现成的8位ADC输入接口，因此MCU输入端直接就是采集所得的模拟信号、或上位机通过串口直接发来的控制命令。

单片机控制单元

本章主要介绍单片机控制器的硬件电路设计，如图3-4。单片机在整个电路中控制着触摸屏信号采集、串口通信、LCD显示三大模块，使其协调运行。

图3-5中RC电路是为单片机设计的复位电路，按键未按下时电容C6等效于一个无穷大的电阻，RSET端呈现高电平，当按键按下时，电容C6两端被短接RSET端被强制置低（呈现低电平），产生复位信号，使AVR单片机完成复位操作。

设备内部及外部的数字电路都会产生电磁干扰(EMI)[1]，从而影响模拟测量的精度。因此，电路设计中需要加入LC回路，达到抑制模拟噪声的目的。实际电路的连线如图3-4所示，ATmega16的第10和11号I/O管脚分别为工作电源（+5V）和地，第30、31、32号I/O管脚分别为ADC转换电源（+5V）、地、参考电压AREF。30和32号引脚短接，并将其接到电感L和电容C的连接点处。10和31号引脚短接，并接地。

第四章主要介绍在Image Craft的ICC AVR编译器下进行软件编程与调试。包括：触摸屏信号的采集和处理、人机交互软件设计调试以及LCD的显示驱动。从软件系统框图出发，介绍整体的思路后，再逐一分析各模块程序算法实现，最终编写出满足任务要求的代码。以下各小节将对这些做详细介绍。

设计思路及系统框图

整个系统以实现人机界面系统设计为目的，设计要达到这个目的，首先就必须触摸信号的采集控制程序，其次要对采集到的信号进行有效性的判别，最后通过单片机把显示指令和显示的数据送至LCD显示。实际的软件模块设计中，将上述过程细划分为系统初始化模块、触摸屏信号采集模块、数据处理模块、串口通信模块、LCD显示模块五大部分

本文介绍了一种基于AVR单片机的触摸屏人机界面系统的设计。系统硬件包括四线电阻式触摸屏、ATmega16单片机、LCD液晶屏、MAX232电平转换芯片、L7805三端集成稳压器等。系统正常工作时，根据手对触摸屏表面不同位置的触摸，系统能进行界面切换，通过点击模式选择，能完成字符和汉字的显示。 

通过本次设计，我用L7805三端稳压器和其他器件，成功地设计了+5V的直流稳压电源，用MAX232电平转换芯片和其他器件，完成了RS-232串行通信接口硬件单元的设计；使用ICC AVR程序设计调试平台，成功编写触摸屏信号采集程序和LCD驱动显示控制程序。并用PROTEL进行系统原理图的绘制及PCB的制作（见附录1和2）。总的来说，通过本次嵌入式系统学习和设计，我系统地掌握了基于8位AVR单片机的嵌入式开发平台的基本开发手段和LCD显示原理及驱动技术。