深入解析ADS7845触摸屏幕控制器：特性、应用与设计要点

在电子设备中，触摸屏幕的应用越来越广泛，而触摸屏幕控制器则是其中的关键组件。今天我们就来深入探讨一下ADS7845触摸屏幕控制器，了解它的特性、应用场景以及设计过程中的要点。

文件下载：ADS7845E 2K5.pdf

一、ADS7845的特性

1. 接口与转换特性

ADS7845具备5线触摸屏幕接口，支持比率测量转换。它采用单电源供电，供电范围为2V至5V，最高转换速率可达125kHz，并且拥有串行接口。其分辨率可编程为8位或12位，还配备了辅助模拟输入和全功率关断控制功能。

2. 低功耗与高性能

典型功耗在125kHz吞吐量和+2.7V电源下为750µW，在关闭模式下典型功耗可降至0.5µW以下。这种低功耗特性使得它非常适合电池供电的系统。同时，它的高速性能以及板载开关，为设备的高效运行提供了保障。

二、应用场景

ADS7845的应用范围十分广泛，涵盖了个人数字助理、便携式仪器、销售点终端、寻呼机以及触摸屏监视器等领域。这些设备通常需要低功耗、高性能的触摸屏幕控制解决方案，而ADS7845正好满足了这些需求。

三、技术参数详解

1. 分辨率与输入特性

ADS7845的分辨率为12位，模拟输入的满量程输入跨度为0V至VREF，绝对输入范围也有明确规定。输入电容为25pF，泄漏电流为0.1µA。

2. 系统性能

在系统性能方面，它没有丢失代码的情况可达11位，积分线性误差为±2 LSB，偏移误差为±6 LSB，增益误差为±4 LSB，噪声为30µVrms，电源抑制比为70dB。

3. 采样动态特性

转换时间的采集时间为3至12个时钟周期，吞吐量速率为125kHz，多路复用器建立时间为500ns，孔径延迟、孔径抖动和通道间隔离也都有相应的参数指标。

4. 开关驱动器与参考输入

开关驱动器的导通电阻有具体数值，参考输入范围为1.0V至+VCC，电阻为GΩ，输入电流也有明确规定，并且会随采样率等因素变化。

5. 数字输入/输出与电源要求

数字输入/输出采用CMOS逻辑家族，逻辑电平有明确的规定。电源要求方面，指定性能的+VCC范围为2.7V至5.5V，静态电流、关断模式电流和功耗也都有相应的参数。

四、工作原理

1. 基本架构

ADS7845是一款经典的逐次逼近寄存器（SAR）模数转换器，基于电容重新分配架构，具有采样/保持功能，采用0.6µs CMOS工艺制造。

2. 模拟输入与测量模式

模拟输入通过WIPER输入提供，在测量模式下，通过不同的连接方式可以进行“X”和“Y”测量。通过保持转换器的差分输入和差分参考架构，可以消除开关导通电阻误差。

3. 参考输入

参考输入的电压差决定了模拟输入范围，参考电压在1V至+VCC之间。参考电压降低时，每个数字输出代码的模拟电压权重也会降低，同时需要注意提供干净的布局和低噪声的电源、参考和输入信号。

4. 数字接口

数字接口的通信由8个时钟周期组成，一次完整的转换需要24个时钟周期。控制字节包含了各种控制位，用于选择通道、转换位数、参考模式和电源模式等。

五、设计要点

1. 功率耗散

ADS7845有全功率和自动关断两种主要功率模式。在不同的转换速率和时钟频率下，两种模式的功耗差异不同。同时，参考模式也会影响功率耗散，差分参考模式在高转换速率下可能会显著增加功耗。

2. 布局建议

为了获得最佳性能，需要注意ADS7845的物理布局。电源要干净且经过良好的旁路处理，参考也要进行旁路。GND引脚应连接到干净的接地点，避免与微控制器或数字信号处理器的接地点太近。在与电阻式触摸屏连接时，连接要尽可能短且牢固。

3. PENIRQ输出

PENIRQ输出功能在触摸屏幕操作中起到重要作用。通过连接上拉电阻，当触摸屏幕时，PENIRQ输出会变低，引发处理器中断。同时，在特定模式下，DOUT的状态可以用于检测屏幕触摸，无需额外的端口。

六、总结

ADS7845触摸屏幕控制器以其丰富的特性、广泛的应用场景和良好的性能，成为了电子工程师在设计触摸屏幕相关设备时的一个不错选择。在实际设计过程中，我们需要根据具体的应用需求，合理选择参数和设计布局，以充分发挥ADS7845的优势。你在使用ADS7845的过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。