探索TSC2301EVM：触摸屏幕控制器评估模块的全面解析

作为一名电子工程师，在硬件设计开发的道路上，不断探索新的评估模块是提升技能和创新能力的重要途径。今天，我们就来深入了解一下德州仪器（TI）的TSC2301EVM触摸屏幕控制器评估模块，看看它能为我们带来哪些惊喜。

文件下载：TSC2301EVM.pdf

模块概述

TSC2301EVM是一款用于评估TSC2301触摸屏幕控制器的模块。TSC2301是一款先进的触摸屏幕控制器，通过SPI串行接口与主机处理器通信，同时还集成了全立体声音频编解码器，音频数据通过 (I^{2}S) 总线传输。TSC2301EVM借助USB微控制器访问这两条总线，使得运行Windows 98SE、2000或XP的PC能够为这两条总线生成数据。

重要注意事项

产品使用限制

TI明确指出，该评估套件仅用于工程开发或评估目的，不适合商业使用。产品可能在设计、营销和制造相关的保护考虑方面不完整，包括最终产品中常见的产品安全措施。此外，作为原型产品，它不在欧盟电磁兼容性指令范围内，可能不符合该指令的技术要求。

保修政策

如果评估套件不符合EVM用户指南中规定的规格，可在交付日期起30天内退货并获得全额退款。这是卖方对买方的唯一保修，替代所有其他明示、暗示或法定保修。

安全责任

用户需承担产品正确和安全处理的所有责任和义务，并赔偿TI因产品处理或使用而产生的所有索赔。同时，要注意产品可能未通过监管合规或机构认证（如FCC、UL、CE等），由于产品结构开放，用户有责任采取适当的静电放电预防措施。

设备特性

强大的功能集成

TSC2301是一个完整的PDA模拟接口电路，包含12位A/D电阻式触摸屏转换器（包括驱动器）、触摸压力测量控制、4x4矩阵键盘控制器以及用于LCD对比度控制的8位D/A转换器输出。它通过标准SPI串行接口与主机控制器连接，还提供两个电池测量输入，能够读取高达6伏的电池电压，同时仅需2.7V电源供电。此外，它还具备片上温度传感器，分辨率可达0.3°C。

音频功能

TSC2301具有全立体声音频播放和录制功能，通过 (I^{2}S) 接口访问DAC和ADC部分。

硬件连接与配置

输入输出接口

• 触摸屏幕输入：通过J13提供触摸屏幕输入，该连接器适用于3M Touch Systems（原MicroTouch）TouchTek 4触摸屏幕。此外，J12端子块提供了备用的触摸屏幕输入连接。
• 其他模拟输入：其他模拟输入通过J14端子块引入。AUX1和AUX2输入必须在0V至3.3V之间，而电池输入VBAT1和VBAT2的范围为0V至6V。
• 电源接口：TSC2301EVM可以由USB端口或外部6 - 12VDC电源供电。
• 计算机要求：软件设计用于运行在支持USB的Windows平台（如Windows 98SE、2000、XP等）的PC上，最低要求包括IBM兼容的奔腾PC或更高、64MB RAM、20MB可用硬盘空间、CD - ROM驱动器和USB端口。

跳线配置

TSC2301EVM上的跳线用于配置各种功能，例如SPI时钟极性选择、LINE IN衰减器、MIC BIAS选择、电源供应选择和EEPROM A1选择等。具体的跳线设置和功能参考如下表：	参考编号	设置	功能	出厂默认	子部分
JMP1	1 to 2	SPI POL select pin = 0 V	2 to 3	3.1.1
	2 to 3	SPI POL select pin = 3.3 V
JMP2	1 to 2	LINE IN left attenuator	Installed	3.1.2
JMP3	1 to 2	LINE IN right attenuator	Installed	3.1.2
JMP4	1 to 2	MIC BIAS from fixed resistor	2 to 3	3.1.3
	2 to 3	MIC BIAS from TSC2301
JMP5	1 to 2	PWR select: USB powered	1 to 2	3.1.4
	2 to 3	PWR select: External power supply
JMP6	1 to 2	A1 select for EEPROM	Installed	3.1.5

软件操作

快速启动

打开TSC2301EVM包装后，确保收到所有组件，包括TSC2301EVM板和CD - ROM。按照默认配置设置跳线，然后将CD - ROM放入PC的CD - ROM驱动器，运行安装程序。安装完成后，将USB电缆从PC连接到TSC2301EVM，启动软件，软件应自动找到评估模块。

程序界面

软件界面是一个简单的五标签界面，每个标签对应不同的功能。

• 人机界面屏幕：反映TSC2301EVM的触摸屏和键盘输入。屏幕底部的状态栏分为四个部分，显示PC与评估模块之间的通信状态，右侧部分显示触摸屏每秒的读数数量。
• 配置屏幕：可访问TSC2301的A/D转换器、参考和D/A转换器的所有可配置设置，包括分辨率、转换时钟、面板电压稳定时间、预充电时间、感应时间和平均等参数。
• 数据采集屏幕：命令TSC2301执行PORT SCAN功能，更新电池和辅助输入电压读数，并进行TEMP1和TEMP2测量，结果每秒更新一次。还可以访问TSC2301的通用I/O（GPIO）引脚。
• 音频屏幕：访问TSC2301的音频功能，包括音频ADC和DAC的电源控制、音量调节、立体声模式设置、输入源选择、高通滤波器和数字滤波器等。
• 低音增强滤波器屏幕：显示TSC2301低音增强滤波器功能的所有系数，可选择预配置的滤波器，更新系数并查看滤波器响应。

电路分析

USB接口和微处理器

TSC2301EVM通过TAS1020B流媒体音频处理器U4与PC建立USB连接。SPI接口可以由外部SPI头J11或通过USB的板载微处理器U4控制。U4的输出仅在加载固件时启用，固件存储在串行EEPROM芯片U3中。

电源供应

电源可以直接从USB接口获取，也可以通过J8端子块或J9桶形插孔连接器从外部提供。U5将输入电源电压调节为3.3V，并通过LED提示电源工作状态。

触摸屏和模拟输入

J14端子块为电池和辅助输入提供连接点，触摸屏可以连接到J13或J12端子块。每个输入都可以配置RC滤波器，以减少噪声干扰。

键盘接口

TSC2301EVM包含一个4x4矩阵键盘，直接连接到TSC2301，无需其他电路。

LCD偏置D/A转换器电路

TSC2301包含一个电流输出D/A转换器，通过两个电阻上拉网络将电流转换为电压。用户可以在R2和R3插座中提供两个电阻，R1是TSC2301 DAC的范围设置电阻。

音频接口电路

J3是用于连接线路电平输入的立体声3.5mm插孔，每个通道经过衰减器和小电容进行抗混叠处理后，AC耦合到TSC2301。线路输出通过类似的网络路由到J5，单声道输出发送到U2，然后连接到J2。可以连接单声道驻极体麦克风到J4，麦克风偏置可以由TSC2301的麦克风偏置电路或外部电阻R15提供。TSC2301还具有内置耳机放大器，J6是用于连接耳机的插孔。

总结

TSC2301EVM触摸屏幕控制器评估模块为电子工程师提供了一个全面的平台，用于测试和评估TSC2301触摸屏幕控制器的功能。通过详细的硬件连接和配置说明，以及丰富的软件操作界面，工程师可以快速上手并进行各种应用开发。在使用过程中，务必注意重要注意事项，确保产品的正确使用和安全。你在使用类似评估模块时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享你的经验和见解。