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一種自適應(yīng)電阻式觸摸屏控制器的設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2011-03-31 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

2.1.2 數(shù)字控制電路
數(shù)字控制電路主要的功能有2項(xiàng),一個(gè)是控制驅(qū)動電路,完成對觸點(diǎn)坐標(biāo)和壓力的采集,另一個(gè)是計(jì)算觸點(diǎn)壓力值,向上位機(jī)(上層系統(tǒng))提供抬筆和落筆兩種類型的中斷。其數(shù)字電路的示意圖如圖6所示。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/162234.htm

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2.2 壓力阻值的計(jì)算與分析
除了向操作系統(tǒng)提供觸點(diǎn)x,y方向坐標(biāo)外,另一項(xiàng)功能是向系統(tǒng)報(bào)告抬筆中斷和落筆中斷。在結(jié)構(gòu)中,觸摸屏的抬筆中斷或落筆中斷,是通過判斷壓力電阻阻值的變化產(chǎn)生的。
壓力值反映了觸摸屏2層導(dǎo)電薄膜之間電阻值RTouch的變化,壓力越大,RTouch就越小,壓力越小,RTouch就越大。計(jì)算壓力值,實(shí)際上就是計(jì)算觸點(diǎn)位置的RTouch。通過對觸點(diǎn)壓力的計(jì)算,系統(tǒng)可以判斷擠壓動作是抬筆動作還是落筆動作。電阻式觸摸屏壓力計(jì)算的基本原理分三步,如圖7所示。
(1)X-接地,X+接電源,Y+接ADC得到觸點(diǎn)的X坐標(biāo);
(2)X-接地,Y+接電源,X+接ADC得到Z1點(diǎn)的位置Z1;
(3)X-接地,Y+接電源,Y-接ADC得到Z2點(diǎn)的位置Z2。
然后,結(jié)合xy方向的總電阻值就可以求出:
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計(jì)算出壓力電阻RTouch后,需要同閾值電阻RTup,RTdown(RTdownRTup)進(jìn)行比較,如果RTouch小于RTdown,則認(rèn)為觸摸屏產(chǎn)生落筆動作,如果RTouch大于RTup,則認(rèn)為產(chǎn)生抬筆動作。如果RTdown閾值設(shè)得太小,則需使用很大力量才能觸發(fā)落筆動作,這樣會讓使用者產(chǎn)生寫字費(fèi)力的感覺,同時(shí)過度用力擠壓觸摸屏也會減少觸摸屏壽命,破壞觸摸屏物理結(jié)構(gòu);如果RTup設(shè)的過大,會在畫線過程中產(chǎn)生頻繁抬筆動作,則會讓使用者產(chǎn)生寫字不連續(xù),無法劃出連續(xù)直線的現(xiàn)象。
2.3 自的電阻測量方法
由于市場上觸摸屏品牌眾多,各廠家的觸摸屏參數(shù)存在差異,所以觸摸屏x,y方向總電阻RREF會隨著觸摸屏型號的不同發(fā)生變動。對于同一型號觸摸屏,由于制作工藝的問題,RREF也會出現(xiàn)上下浮動。在觸摸屏的壓力電阻計(jì)算中,RREF是一項(xiàng)主要的計(jì)算參數(shù),因此在實(shí)際的電子產(chǎn)品開發(fā)中,針對不同觸摸屏,測量并修正觸摸屏x,y方向的總電阻RREF是一項(xiàng)十分重要的工作。但是在產(chǎn)品成型之前,如果對每一個(gè)觸摸屏個(gè)體進(jìn)行單獨(dú)的RREF測量和記錄是一項(xiàng)耗時(shí)并且浪費(fèi)成本的工作。目前業(yè)界通用的做法是每種型號的觸摸屏采用統(tǒng)一的參數(shù),并不對每個(gè)觸摸屏進(jìn)行單獨(dú)的測量。
針對上述問題,為了更加精確地計(jì)算壓力電阻,筆者提出了一種計(jì)算電阻式觸摸屏RRE的方法。該方法只需要對已封裝在產(chǎn)品中的觸摸屏進(jìn)行簡單的點(diǎn)擊測試,然后結(jié)合軟件算法,即可計(jì)算出觸摸屏的RREF。另外,由于該方法和觸摸屏校正采用的點(diǎn)擊方式非常相似,因此該測量過程可以和觸摸屏校正同步完成。所以,該方法可以在沒有消耗時(shí)間和成本的前提下,完成對觸摸屏個(gè)體的RREF計(jì)算與修正,同時(shí)具備較好的測量精度。為便于討論,下面僅討論x方向RREF的測算,y方向同理。其基本步驟如下:
(1)在差分模式下,點(diǎn)擊觸摸屏任意一條對角線方向的2個(gè)頂角A和B,獲取觸摸屏有效面積內(nèi)x方向上電壓量化值Xmin_d,Xmax_d(量化值為1~256的區(qū)間)。在差分模式下,觸點(diǎn)電壓量化值是觸點(diǎn)處電阻同觸摸屏總電阻的量化值比值,如圖8所示可得到以下關(guān)系。
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(2)點(diǎn)擊觸摸屏任意一條對角線方向的2個(gè)頂角A和B,獲取單端模式下觸摸屏有效面積內(nèi)x方向上電壓極值的量化值Xmin_s、Xmax_s(量化值為1~256的區(qū)間)。不同于差分模式,單端模式引入了A/D轉(zhuǎn)換電路中MOS場效應(yīng)管開關(guān)。對于芯片廠商而言,MOS場效應(yīng)管參數(shù)和其電壓參數(shù)都是已知的。故在這種情況下,觸點(diǎn)電壓量化值是觸點(diǎn)處電阻同觸摸屏總電阻與MOS管電阻之和的比值。如圖9所示可得到以下關(guān)系。
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