一、简介

XPT2046 四线电阻触摸屏主要镀两层ITO涂层膜的组成。一层在屏幕的左右边缘有一条垂直总线，另一层在屏幕的底部和顶部有一条水平总线。如果在一层薄膜的两条总线上施加电压ITO涂层上会形成均匀的电场。当用户触摸触摸屏时，触摸点处的两层薄膜会接触到，接触点的电压值可以在另一层薄膜上测量。

下图为XPT2046功能框图，可见XPT2046年内包含多路选择器，可测量电池电压，AUX芯片温度。一个12位的ADC用于模数转换选定的模拟输入通道，获取数字量，然后输入控制逻辑电路供主控CPU读取时，主控还选择了哪个通道进行转换CPU向控制逻辑发送命令。

XPT支持笔触中断，即当触摸屏检测到触摸被按下时，可以立即产生笔触中断，通知主控制器可以控制开始转换和读取数据。在转换过程中busy为了避免主控发出新的命令中断之前的命令，信号指示当前的忙碌状态。

二、引脚及其功能

DIN：当芯片数据串行输入脚时，CS在低电时，数据在串行时钟DCLK上升沿着被锁在片上的寄存器。

DOUT：串行数据输出，串行时钟DCLK当下降沿数据从引脚上移出时CS_N引脚是高电平时，引脚是高阻态。

BUSY：当芯片接收命令并开始转换时，引脚产生一个繁忙的输出信号DCLK周期的高电平。当引脚从高点平变为低电平时，转换结果的最高数据显示在DOUT在引脚上，主控可以读取DOUT的值。当CS_N高电平时引脚，BUSY高阻态引脚。

三、工作原理

XPT2046是一种典型的逐次接近模数转换器（SARADC），包括采样/保持、模数转换、串口数据输出等功能。同时，芯片集成有2个.5V内部参考电压源和温度检测电路，工作时使用外部时钟。XPT2046可单电源供电，电源电压范围为2.7V～5.5V。直接参考电压值确定ADC内部参考电压也可直接从外部输入1V～VCC范围内的参考电压(要求外部参考电压源输出阻抗低)。X、Y、Z、VBAT、Temp和AUX选择片中的控制寄存器后，模拟信号进入ADC，ADC可配置为单端或差分模式。选择VBAT、Temp和AUX可配置为单端模式；作为触摸屏应用，可配置为差异模式，可有效消除驱动开关寄生电阻和外部干扰造成的测量误差，提高转换精度。

下图为XPT典型的2046工作电路： XPT2046年有四个引脚连接到四线电阻屏FPC上，分别为XP、XN、YP、YN，X电极的正端、负端、Y电极的正端和负端与相应的四线电阻屏相连。这四个引脚每个都可以在电源/GND输出、ADC输入。例如设置ADC当测量X方向的坐标时，在差分模式下工作，XP输出VCC、XN连接到GND，此时，YP和YN作为ADC输入脚脚连接ADC上，通过测量YP和YN当前触摸点的X位置之间的电压差。同理，当测量Y方向的坐标时，YP输出VCC、YN连接到GND、此时，XN和XP作为ADC输入脚脚连接ADC上，通过测量YP和YN当前接触点的Y位置可以获得两者之间的电压差。

四、内部结构

五、功能和用途

了解了XPT接口电路2046，然后我们可以通过主控MCU或FPGA控制芯片实现坐标读取。正确阅读X、Y坐标，需要按照芯片规定的控制协议进行数据的读写。XPT2046实现一次X、Y读取坐标需要完成两次转换，单次转换只能得到单X或Y因此，我们必须通过两次控制才能达到结果。至于每次转换的对象是X或Y由控制器发出的控制字决定坐标。ADC在转换过程中，它可以分配为单端或差异模式。每次传输开始时，由主控制MCU驱动DIN信号传输。下图为XPT2046典型的24小时周期转换控制时序： XPT2046数据接口是串行接口，其典型工作时序如上图所示，图中展示的信号来自带有基本串行接口的单片机或数据信号处理器。处理器和转换器之间的的通信需要8个时钟周期，可采用SPI、SSI和Microwire同步串行接口。一个完整的转换需要24个串行同步时钟（DCLK）来完成。

通过前8个时钟DIN引脚输入控制字节。当转换器获得足够的信息进行下一次转换时，然后根据获得的信息设置输入多路选择器和参考源输入，并进入采样模式。如有必要，启动触摸面板驱动器。三个多时钟周期后，控制字节设置完成，转换器进入转换状态。此时，输入采样保持器进入保持状态，触摸面板驱动器停止工作（单端工作模式）。真正的模数转换将在接下来的12个时钟周期内完成。如果是度量比率转换方式（SER/DFR——=0)驱动器将在转换过程中工作，并在第13时钟输出转换结果的最后一个。剩下的三个多时钟周期将用来完成被转换器忽略的最终字节（DOUT置低）。

六、示例代码

unsigned int XPT2046_ReadAD(unsigned char Command) { 
          unsigned char i;  unsigned int Data=0;  XPY2046_DCLK=0;  XPY2046_CS=0;  for(i=0;i<8;i )  { 
           XPY2046_DIN=Command&(0x80>>i);
		XPY2046_DCLK=1;
		XPY2046_DCLK=0;
	}
	for(i=0;i<16;i++)
	{ 
        
		XPY2046_DCLK=1;
		XPY2046_DCLK=0;
		if(XPY2046_DOUT){ 
        Data|=(0x8000>>i);}
	}
	XPY2046_CS=1;
	return Data>>8;
}