一種電感式觸摸屏控制器設(shè)計(jì)1

1、 一種電感式觸摸屏控制器設(shè)計(jì) 觸摸屏是目前最友好的計(jì)算機(jī)用戶接口界面1，在消費(fèi)電子業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛2。觸摸屏主要由兩部分組成：觸摸檢測(cè)裝置和觸摸屏控制器3。目前主流觸摸屏產(chǎn)品的觸摸檢測(cè)裝置都是采用前置的方式，在觸摸過(guò)程中會(huì)對(duì)檢測(cè)裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)造成損壞，導(dǎo)致觸摸屏觸摸精度下降、壽命縮短；此外，常用的電容、電阻式的觸摸屏的成本相對(duì)較高。本文設(shè)計(jì)了一種后置式電感式觸摸屏，避免觸摸過(guò)程中對(duì)觸摸檢測(cè)裝置的損壞，延長(zhǎng)觸摸屏產(chǎn)品的壽命，成本也相對(duì)較低。1電感式觸摸屏的工作原理1.1觸摸屏整體結(jié)構(gòu)電感式觸摸屏整體結(jié)構(gòu)如圖1所示（需要特別說(shuō)明的是，電感式觸摸屏要用專用的觸摸筆來(lái)達(dá)到觸摸輸入的效果，觸摸筆可以發(fā)

2、出120180 khz頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，這里不詳細(xì)介紹觸摸筆的原理）。上面是lcd顯示器，下面是觸摸屏檢測(cè)裝置。觸摸檢測(cè)裝置通過(guò)fpc（flexible printed circuit board，柔性印刷電路板）與觸摸屏控制器連接。由觸摸屏結(jié)構(gòu)圖中可以看出，在利用觸摸屏輸入時(shí)，觸摸筆不與觸摸檢測(cè)裝置直接接觸，這樣避免了對(duì)觸摸檢測(cè)裝置的機(jī)械損壞，提高了整個(gè)觸摸控制系統(tǒng)的壽命。圖1電感式觸摸屏整體結(jié)構(gòu)1.2觸摸檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)觸摸檢測(cè)裝置是由厚度為0.8 mm的軟性pcb（printed circuit board）構(gòu)成，在pcb內(nèi)部鑲嵌著兩層橫（y軸）豎（x軸）垂直交叉的導(dǎo)線，每一組交叉的導(dǎo)線之間

3、都是絕緣的；導(dǎo)線的一端接地，另一端通過(guò)fpc與觸摸屏控制器中模擬電子開(kāi)關(guān)cd4051的輸入端相連接。x、y軸方向上的線圈數(shù)量根據(jù)顯示器的尺寸來(lái)確定。觸摸檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，該觸摸檢測(cè)裝置x軸方向由35個(gè)線圈、y軸由30個(gè)線圈組成，適用于14英寸顯示屏使用。圖2觸摸檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)1.3觸摸屏坐標(biāo)的確定方法當(dāng)用戶將觸摸筆接近檢測(cè)裝置時(shí)，檢測(cè)裝置會(huì)感應(yīng)到信號(hào)，觸摸信號(hào)采用分時(shí)掃描的方式進(jìn)行檢測(cè)。如圖2右側(cè)是觸摸點(diǎn)p局部放大圖，假如觸摸到p點(diǎn)時(shí)，在xn、xn+1和ym、ym+1線圈上會(huì)感應(yīng)到電磁信號(hào)，使得檢測(cè)端口的信號(hào)由零變?yōu)榉橇?。首先?duì)x軸方向進(jìn)行掃描，通過(guò)模擬電子開(kāi)關(guān)掃描到xn上的信號(hào)，由cd4

4、051公共輸出引腳輸出到out端，再把信號(hào)經(jīng)放大濾波、電壓整流電路后傳送到mcu，由mcu完成a/d轉(zhuǎn)換，得到一個(gè)電壓值vn；接著掃描到xn+1上的信號(hào)，同樣也經(jīng)過(guò)放大、濾波、整流后將信號(hào)發(fā)送到mcu進(jìn)行a/d轉(zhuǎn)換得到一個(gè)電壓值vn+1。x軸方向上掃描完成后，再掃描y軸，同理可以在ym、ym+1上檢測(cè)到兩個(gè)電壓值vm、vm+1，利用檢測(cè)到的4個(gè)電壓值vn、vn+1、vm、vm+1可計(jì)算出觸摸坐標(biāo)，計(jì)算公式如下：其中，xn，ym、 xn+1，ym+1是已知坐標(biāo)，vx、vy為已知常數(shù)，vx是觸摸筆在xn軸上時(shí)vn與vn+1的差值，vy則是觸摸筆在ym軸上時(shí)vm與vm+1的差值。從觸摸屏控制器獲得的

5、x與y值僅是當(dāng)前觸摸屏的坐標(biāo)，它不具有實(shí)用價(jià)值，這個(gè)值不但與觸摸屏分辨率有關(guān)，而且也與觸摸屏和lcd的貼合狀況有關(guān)4。lcd與觸摸屏的分辨率和坐標(biāo)是不一樣的。因此，如果想得到體現(xiàn)lcd坐標(biāo)的觸摸屏位置，還需要在程序中進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換公式如下：其中，lcdwidth、lcdheight是液晶屏的寬度與高度，xlcd_min、xlcd_max和ylcd_min、ylcd_max分別是觸摸屏橫縱坐標(biāo)的最大/最小值。2觸摸屏控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)觸摸屏控制電路整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。當(dāng)用觸摸筆觸摸lcd顯示屏?xí)r，觸摸檢測(cè)裝置對(duì)應(yīng)的x、y軸上會(huì)分別感應(yīng)到一個(gè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬電子開(kāi)關(guān)，然后經(jīng)兩級(jí)放大、濾波，將得到的信號(hào)分兩路處理，一路是電壓整流，另一路是頻率檢測(cè)電路；得到的數(shù)據(jù)通過(guò)mcu ht46rb70計(jì)算，判斷出觸摸屏的位置及觸摸的方式，再由mcu將觸摸信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)觸摸輸入。整個(gè)觸摸屏控制電路的時(shí)序都是由單片機(jī)控制的，其他模塊的電路見(jiàn)后面的詳細(xì)介紹。圖3觸摸屏控制電路整體結(jié)構(gòu)技術(shù)專區(qū) 超強(qiáng)圖像處理芯片捕捉能力 只需要石墨烯+量子點(diǎn) 微軟又搞大事情！ 它的人工智能芯片翻譯