《嵌入式应用开发》课程教学资源（文献资料）XPT2046用户手册（中文资料）

XPT2046用户手册XPT2046用户手册720462007年6月版权所有，侵权必究第1页，共28页

XPT2046 用户手册 版权所有，侵权必究 第 1 页 ，共 28 页 XPT2046 用户手册 2007 年 6 月

XPT2046用户手册目录特性12性能描述3应用,4原理框图极限参数55.1电气特性6芯片引脚描述6.1引脚分配图6.1.1QFN-16封装6.1.2TSSOP-16封装6.1.3VFBGA-16封装6.2引脚功能描述7XPT2046典型参考特性108工作原理138.1基本原理描述138.2典型应用138.3模拟输入特性148.4内部参考电压158.5外部参考电压输入158.6单端工作模式168.7差分工作模式168.8触摸屏应用建议178.9温度测量178.10电池电压测量188.11压力测量，199数字接口1910笔中断输出2111转换周期，.2211.116时钟周期转换2211.2数字时序2311.32415时钟周期转换11.4数据格式2511.58位转换模式.2512功耗2513芯片封装物理尺寸.2613.1QFN-16封装.2613.227TSSOP-16封装13.328VFBGA-48封装版权所有，侵权必究第2页，共28页

XPT2046 用户手册 版权所有，侵权必究 第 2 页 ，共 28 页 目录 1 特性 . 4 2 性能描述 . 4 3 应用 . 4 4 原理框图 . 4 5 极限参数 . 5 5.1 电气特性 . 6 6 芯片引脚描述. 8 6.1 引脚分配图 . 8 6.1.1 QFN-16 封装. 8 6.1.2 TSSOP－16 封装. 8 6.1.3 VFBGA-16 封装. 8 6.2 引脚功能描述 . 9 7 XPT2046 典型参考特性. 10 8 工作原理 . 13 8.1 基本原理描述 . 13 8.2 典型应用 . 13 8.3 模拟输入特性 . 14 8.4 内部参考电压 . 15 8.5 外部参考电压输入 . 15 8.6 单端工作模式 . 16 8.7 差分工作模式 . 16 8.8 触摸屏应用建议 . 17 8.9 温度测量 . 17 8.10 电池电压测量 . 18 8.11 压力测量 . 19 9 数字接口 . 19 10 笔中断输出 . 21 11 转换周期 . 22 11.1 16 时钟周期转换. 22 11.2 数字时序 . 23 11.3 15 时钟周期转换. 24 11.4 数据格式 . 25 11.5 8 位转换模式 . 25 12 功耗 . 25 13 芯片封装物理尺寸 . 26 13.1 QFN-16 封装. 26 13.2 TSSOP-16 封装. 27 13.3 VFBGA-48 封装. 28

XPT2046用户手册图目录图1XPT2046实物图图2XPT2046原理框图3XPT2046的QFN-16封装管脚O图4XPT2046的TSSOP-16封装管脚图5XPT2046的VFBGA-16封装管脚图6XPT2046典型应用图1314图7XPT2046模拟输入简图图8内部电压源示意图15图9单端模式工作示意图（SER/DFR=1，Y开关闭合，XP作为模拟输入）16图10差分参考源工作模式简图（SER/DFR=0，Y开关闭合，X+作为模拟输入）.16图1117温度测量功能示意图图12电池电压测量功能模块图18图13压力测量模块图19图14.208位总线接口，无DCLK时钟延迟，24时钟周期转换时序图15PENIRO功能模块图.22图168位总线接口，无DCLK时钟延迟16时钟周期转换时序.23图17详细时序图.23图1824最快转换速率，15时钟周期转换.图19理想情况输入电压和输出编码对应关系25图20QFN-16封装尺寸..26图21.27TSSOP-16封装尺寸..图2228VFBGA一48封装尺寸表目录表1芯片极限参数表表2XPT2046电气特性表O表3单端模式输入配置（SER/DFR-1）14.15表4差分模式输入配置（SER/DFR=0）表5制字的控制位命令20表6控制字节各位描述21表7掉电和内部参考电压选择2124表8时序规范说明版权所有，侵权必究第3页，共28页

XPT2046 用户手册 版权所有，侵权必究 第 3 页 ，共 28 页 图目录 图 1 XPT2046 实物图. 4 图 2 XPT2046 原理框. 4 图 3 XPT2046 的QFN-16 封装管脚. 8 图 4 XPT2046 的TSSOP-16 封装管脚. 8 图 5 XPT2046 的VFBGA-16 封装管脚 . 8 图 6 XPT2046 典型应用图. 13 图 7 XPT2046 模拟输入简图. 14 图 8 内部电压源示意图 . 15 图 9 单端模式工作示意图（SER/—— DFR＝1，Y开关闭合，XP作为模拟输入） . 16 图 10 差分参考源工作模式简图（SER/—— DFR＝0，Y开关闭合，X+作为模拟输入） . 16 图 11 温度测量功能示意图 . 17 图 12 电池电压测量功能模块图 . 18 图 13 压力测量模块图 . 19 图 14 8 位总线接口，无DCLK时钟延迟，24 时钟周期转换时序 . 20 图 15——PEN——IRQ 功能模块图 . 22 图 16 8 位总线接口，无DCLK时钟延迟 16 时钟周期转换时序 . 23 图 17 详细时序图 . 23 图 18 最快转换速率，15 时钟周期转换. 24 图 19 理想情况输入电压和输出编码对应关系. 25 图 20 QFN-16 封装尺寸 . 26 图 21 TSSOP-16 封装尺寸 . 27 图 22 VFBGA－48 封装尺寸. 28 表目录 表 1 芯片极限参数表 . 5 表 2 XPT2046 电气特性表. 6 表 3 单端模式输入配置（SER/——DFR=1）. 14 表 4 差分模式输入配置（SER/——DFR=0）. 15 表 5 制字的控制位命令 . 20 表 6 控制字节各位描述 . 21 表 7 掉电和内部参考电压选择 . 21 表 8 时序规范说明 . 24

XPT2046用户手册特性1 XPT2046在125KHz转换速率和2.7V电压下的功耗仅为工作电压范围为2.2V~5.25V750uW。XPT2046以其低功耗和高速率等特性，被广泛支持1.5V~5.25V的数字I/O口应用在采用电池供电的小型手持设备上，比如PDA、手机等。内建2.5V参考电压源XPT2046有TSSOP-16、QFN-16和VFBGA三种封装形电源电压测量（0V~6）式，温度范围是-40℃~+85℃。内建结温测量功能触摸压力测量采用SPI3线控制通信接口XPT2046具有自动power-down功能2046封装：QFN-16、TSSOP-16和VFBGA-48与TSC2046、AK4182A完全兼容2性能描述XPT2046内部有2.5V的参考电压源，可以作为辅助输入、电池电压测量和片内温度测量的参考电压。当不使用时，参考电压源可以处于省电模图1XPT2046实物图式。内部参考电压源在电源电压低至2.7V时仍可正常工作。当不使用时，参考电压还可以处于省应用3一电模式。内部参考电压在电源电压低于2.7V时仍可正常工作，并且监测着在0V～6V范围内的电移动电话，个人数字助理，便携式仪器，付款终端设源电压。备，触摸屏显示器，等等。4原理框图vCCGNDVREFOO温度检测VBATO笔中断AINP12bitADCPENIRQ电AINN（SAR型）控DINAUXVREF-平DOUT制转IOVDD内部参考电压逻BUSY换2.5V福DCLKYNO器辑XNOCSAYPC白XPT2046tp图2XPT2046原理框版权所有，侵权必究第4页，共28页

XPT2046 用户手册 1 特性 工作电压范围为 2.2V～5.25V 支持 1.5V～5.25V 的数字 I/O 口 内建 2.5V 参考电压源 电源电压测量（0V~6） 内建结温测量功能 触摸压力测量 采用 SPI 3 线控制通信接口 具有自动 power-down 功能 封装： QFN-16、TSSOP-16 和 VFBGA-48 与 TSC2046、AK4182A 完全兼容 2 性能描述 XPT2046 内部有 2.5V 的参考电压源，可以作为 辅助输入、电池电压测量和片内温度测量的参考 电压。当不使用时，参考电压源可以处于省电模 式。内部参考电压源在电源电压低至 2.7V 时仍可 正常工作。当不使用时，参考电压还可以处于省 电模式。内部参考电压在电源电压低于 2.7V 时仍 可正常工作，并且监测着在 0V～6V 范围内的电 源电压。 XPT2046 在 125KHz 转换速率和 2.7V 电压下的功耗仅为 750 µW。XPT2046 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。 XPT2046 有 TSSOP-16、QFN-16 和 VFBGA 三种封装形 式，温度范围是 - 40 ~ + 85 ℃ ℃。 图1 XPT2046 实物图 3 应用 移动电话，个人数字助理，便携式仪器，付款终端设 备，触摸屏显示器，等等。 4 原理框图 图2 XPT2046 原理框 版权所有，侵权必究 第 4 页 ，共 28 页

XPT2046用户手册极限参数5表1芯片极限参数表名称参数0.3V至+6VVCC和IOVDD电压模拟输入信号电压-0.3V至+VCC+0.3V数字输入信号电压-0.3V至IOVDD+0.3V功耗250mW最大结温+150℃工作温度-40℃~+85℃1贮存温度-65℃~+150℃焊接温度（焊接10秒）+300℃注：在极限值之外或任何其他条件下，芯片的工作性能不予保证。PT2040版权所有，侵权必究第5页，共28页

XPT2046 用户手册 版权所有，侵权必究 第 5 页 ，共 28 页 5 极限参数 表1 芯片极限参数表 名称 参数 VCC和IOVDD电压 －0.3V至＋6V 模拟输入信号电压 －0.3V至＋VCC＋0.3V 数字输入信号电压 －0.3V至IOVDD＋0.3V 功耗 250mW 最大结温 ＋150℃ 工作温度 －40℃～＋85℃ 贮存温度 -65℃～＋150℃ 焊接温度（焊接10秒） ＋300℃ 注：在极限值之外或任何其他条件下，芯片的工作性能不予保证

XPT2046用户手册5.1电气特性限定条件：Vs=+2.7V～+5.5VTa=-40℃～+85℃，VCC=+2.7V,VREF=2.5V内部电压，f,=125KHz，falk2MHz，12位模式：数字输入接地或为IOVDD：VCC与IOVDD相同表2XPT2046电气特性表XPT2046条件参数单位最大值最小值典型值模拟输入：v差分输入正极输入一负极输入0VREFV单端输入正极输入-0.2+VCC+0.2+0.2-0.2V负极输入中PF25输入电容漏电流0.1HAADC系统性能分辨率12Bits无失码BitsLSB'积分线性误差±246LSB失调误差LSB增益误差外部参考电压噪声性能包括内部参考电压μVams电源电压抑制比dB70采样性能：转换时间12时钟周期建立时间时钟周期3125KHz转换速率500选择器稳定时间ns30延时时间ns100抖动时间ps通道间隔离100dBVv=2.5Vpp.fs=50KHz开关驱动开关导通电阻5YP、XP9YN、XN6驱动电流mA50保持100ms参考电压输出2.55内部参考电压精度2.452.50V15内部参考电压温漂ppm/c500μA参考电压静态电流外部参考电压v输入范围1.0VCC输入阻抗1GQSER/DFR=0,PD1=0内部参考关断250Q内部参考打开版权所有，侵权必究第6页，共28页

XPT2046 用户手册 5.1 电气特性 限定条件：VS＝＋2.7V～＋5.5V ,TA＝－40℃～＋85℃，VCC＝＋2.7V,VREF＝2.5V内部电压，fs＝125KHz，fclk＝ 2MHz，12 位模式；数字输入接地或为IOVDD；VCC与IOVDD相同 表2 XPT2046 电气特性表 XPT2046 参数 条件 最小值 典型值 最大值 单位 模拟输入： 差分输入 单端输入 输入电容 漏电流 正极输入－负极输入 正极输入 负极输入 0 -0.2 -0.2 25 0.1 VREF +VCC+0.2 +0.2 V V V pF µA ADC系统性能： 分辨率 无失码 积分线性误差 失调误差 增益误差 噪声性能 电源电压抑制比 外部参考电压 包括内部参考电压 11 12 70 70 ±2 ±6 ±4 Bits Bits LSB1 LSB LSB µVrms dB 采样性能： 转换时间 建立时间 转换速率 选择器稳定时间 延时时间 抖动时间 通道间隔离 VIN＝2.5Vpp，fs＝50KHz 3 500 30 100 100 12 125 时钟周期 时钟周期 KHz ns ns ps dB 开关驱动 开关导通电阻 YP、XP YN、XN 驱动电流2 保持100ms 5 6 50 Ω Ω mA 参考电压输出 内部参考电压精度 内部参考电压温漂 参考电压静态电流 2.45 2.50 15 500 2.55 V ppm/℃ µA 外部参考电压 输入范围 输入阻抗 SER/DFR＝0，PD1＝0 内部参考关断 内部参考打开 1.0 1 250 VCC V GΩ Ω 版权所有，侵权必究 第 6 页 ，共 28 页

XPT2046用户手册电池电压检测6.0V0.5输入电压范围输入阻抗10KQ采样电池时关闭电池检测1GQ%精确度2+2VBAT=0.5V-5.5V,外部VRE=2.5V-3%+3VBAT=0.5V~5.5V,使用内部VREF温度测量c-40+85温度范围差分方式3c1.6分辨率TEMP0*0.3C差分方式3±2C精确度TEMPO*c±3数字输入输出逻辑类型CMOS电容5所有数字控制输入引脚PF15ViH[ lH /≤+5μAIOVDD*0.7IOVDD+0.3VVL-0.3 0.3*1OVDDIz /≤+5μAVvIOVDD*0.8VoHloH=-250μA中0.4VoLloL=250μAv直接二进制数据格式电源要求VCC52.7v特性3.6v工作范围2.25.25IOVDD6v1.5VCC静态电流280650内部参考关闭μA内部参考打开780μAf柔样=12.5KHz220μA掉电状态3μA(CS=DCLK=DIN=IOVDD)VCC=+2.7V1.8mW功耗温度范围特性C-40+85说明：1、LSB表示最低有效位。当VREF=+2.5V失时，其LSB是610μV。2、为确保芯片可靠，X、Y的驱动电流不能大于50mA3、测试TEMPO和TEMP1之差，不需校正4、温漂是-2.1mV/C。5、XPT2046工作于2.2V。6、IOVDD必须小于VCC7、VCC和IOVDD的总电流。典型值包括来自当PDO=0时的辅助输入转换。版权所有，侵权必究第7页，共28页

XPT2046 用户手册 电池电压检测 输入电压范围 输入阻抗 采样电池时 关闭电池检测 精确度 VBAT=0.5V~5.5V,外部VREF=2.5V VBAT=0.5V~5.5V,使用内部VREF 0.5 -2 -3 10 1 6.0 +2 +3 V KΩ GΩ % % 温度测量 温度范围 分辨率 精确度 差分方式3 TEMP04 差分方式3 TEMP04 -40 1.6 0.3 ±2 ±3 +85 ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ 数字输入输出 逻辑类型 电容 VIH VIL VOH VOL 数据格式 所有数字控制输入引脚 | IIH |≤+5µA | IIL |≤+5µA IOH=-250µA IOL=250µA IOVDD*0.7 -0.3 IOVDD*0.8 直接二进制 CMOS 5 15 IOVDD+0.3 0.3*IOVDD 0.4 pF V V V V 电源要求 VCC5 IOVDD6 静态电流7 功耗 特性 工作范围 内部参考关闭 内部参考打开 f采样＝12.5KHz 掉电状态 (CS=DCLK=DIN=IOVDD) VCC=+2.7V 2.7 2.2 1.5 280 780 220 3.6 5.25 VCC 650 3 1.8 V V V µA µA µA µA mW 温度范围 特性 -40 +85 ℃ 说明： 1、LSB 表示最低有效位。当 VREF = +2.5V 失时， 其 LSB 是 610µV。 2、为确保芯片可靠，X、Y 的驱动电流不能大于 50mA 3、测试 TEMP0 和 TEMP1 之差，不需校正 4、温漂是−2.1mV/C。 5、XPT2046 工作于 2.2V。 6、 IOVDD 必须小于 VCC 7、 VCC 和 IOVDD 的总电流。 典型值包括来自当 PD0 = 0 时的辅助输入转换。 版权所有，侵权必究 第 7 页 ，共 28 页

XPT2046用户手册6芯片引脚描述6.1引脚分配图6.1.1OFN-16封装O日日日日AUXBUSY12102VBATDIN11XPT2046CS103GHD92DCLKSaa9图3XPT2046的OFN-16封装管脚6.1.2TSSOP-16封装O16DCLK1vCC15esXP2YP314DINXN13BUSYXPT2046512DOUTYNPENIRQ611GND10IOVDD7VBAT8VREEAUX图4XPT2046的TSSOP-16封装管脚6.1.3VFBGA-16封装DCLKCDINBUSYDOUT20OO?O公6???OBOPEHIRQVCC????OVCCIOVDD?????QXPVREF??OEO?YPAUX??NOCCCCOGOOOOCGHDXNYNGNDVBAT图5XPT2046的VFBGA-16封装管脚版权所有，侵权必究第8页，共28页

XPT2046 用户手册 6 芯片引脚描述 6.1 引脚分配图 6.1.1 QFN-16 封装 图3 XPT2046 的 QFN-16 封装管脚 6.1.2 TSSOP－16 封装 图4 XPT2046 的 TSSOP-16 封装管脚 6.1.3 VFBGA-16 封装 图5 XPT2046 的 VFBGA-16 封装管脚 版权所有，侵权必究 第 8 页 ，共 28 页

XPT2046用户手册T引脚功能描述6.2名称说明QFN引脚号TSSOP引脚号VFBGA引脚号113A5BUSY忙时信号线。当CS为高电平时为高阻状态214A4DIN串行数据输入端。当CS为低电平时，数据在DCLK上升沿锁存进来3cs15A3片选信号。控制转换时序和使能串行输入输出寄存器，高电平时ADC掉电416A2DCLK外部时钟信号输入51VCC电源输入端一B1和C162D1XPXP位置输入端73E1YPYP位置输入端84G2HXNXN位置输入端95G3YNYN位置输入端中106GND接地G4和G5711G6VBAT电池监视输入端128E7AUXADC辅助输入通道139D7VREF参考电压输入/输出14C710IOVDD数字电源输入端1511B7PENIRQ笔接触中断引脚A61612DOUT串行数据输出端。数据在DCLK的下降沿移出，当CS高电平时中为高阻状态电版权所有，侵权必究第9页，共28页

XPT2046 用户手册 6.2 引脚功能描述 QFN引脚号 TSSOP引脚号 VFBGA引脚号 名称 说明 1 13 A5 BUSY 忙时信号线。当C — S — 为高电平时 为高阻状态 2 14 A4 DIN 串行数据输入端。当C — S — 为低电 平时，数据在DCLK上升沿锁存 进来 3 15 A3 C — S — 片选信号。控制转换时序和使能 串行输入输出寄存器，高电平时 ADC掉电 4 16 A2 DCLK 外部时钟信号输入 5 1 B1和C1 VCC 电源输入端 6 2 D1 XP XP位置输入端 7 3 E1 YP YP位置输入端 8 4 G2 XN XN位置输入端 9 5 G3 YN YN位置输入端 10 6 G4和G5 GND 接地 11 7 G6 VBAT 电池监视输入端 12 8 E7 AUX ADC辅助输入通道 13 9 D7 VREF 参考电压输入/输出 14 10 C7 IOVDD 数字电源输入端 15 11 B7 PENIRQ 笔接触中断引脚 16 12 A6 DOUT 串行数据输出端。数据在DCLK 的下降沿移出，当C — S — 高电平时 为高阻状态 版权所有，侵权必究 第 9 页 ，共 28 页

XPT2046用户手册XPT2046典型参考特性7条件：TA=25℃C，VCC=+2.7V，IOVDD=+1.8V；VREF=2.5V外部电压，12位模式：PD0=0，fs=125KHz，felk=2MHz.VCC SUPPLYCURRENTSTEMPERATUREIOVDD SUPPLY CURRENT VS TEMPERATURE40030350aonn2025015200D0/2AAO1D15010054020020406080100-4020020406080100Temperature (C)Temperature (r°C)Vee SUPPLY CURRENTVs VeoPOWER-OOWNSUPPLYCURRENTVSTEMPERATURE450140400120loAne=125kHz(yt)350(u)uaunkiddnsaina1003002508048200sAMPLE=12.5kHZ60150100403.03.54.02020406080100202.54.55.040DTemperature (°C)Vee(M)EIOVDD SUPPLY CURRENT VS IOVDDMAXIMUM SAMPLERATEVS VcC1M60+Veg10V0D40saup=125kHz4010kSANPL=12.5KHZT01k2.53.03.54.01.01.52.02.53.03.54.04.55.02.04.55.0IOVDD (V)Vee(M)版权所有，侵权必究第10页，共28页

XPT2046 用户手册 7 XPT2046 典型参考特性 条件：TA＝25℃，VCC＝＋2.7V，IOVDD＝＋1.8V；VREF＝2.5V外部电压，12 位模式；PD0＝0，fs＝125KHz，fclk ＝2MHz。 版权所有，侵权必究 第 10 页 ，共 28 页