触摸屏原理及应使用实例.docxVIP

PAGE \* MERGEFORMAT1 触摸屏原理及应用实例 一、触摸屏的结构及工作原理 触摸屏从工作原理上可以分为电阻式、电容式、红外线式、矢量压力传感器式等，以四线电阻式触摸屏为例。 1、触摸屏的结构 典型触摸屏的工作部分一般由三部分组成，如下图所示：两层透明的阻性导体层、两层导体之间的隔离层、电极。阻性导体层选用阻性材料，如铟锡氧化物(ITO)涂在衬底上构成，上层衬底用塑料，下层衬底用玻璃。隔离层为粘性绝缘液体材料，如聚脂薄膜。电极选用导电性能极好的材料(如银粉墨)构成，其导电性能大约为ITO（一种N型氧化物半导体氧化铟锡，ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜，通常有两个重要的性能指标：电阻率和光透过率）的1000倍。 触摸屏结构 触摸屏工作时，上下导体层相当于电阻网络，如下图所示。 2、触摸屏的测量过程工作原理 电阻式触摸屏有四线和五线两种，四线最具有代表性。 在外ITO层的上、下两边各渡一个狭长电极，引出端为、，在内IT0层的左、右两边分别渡上狭长电极，引出端为、。为了获得触摸点在X方向的位置信号，在内IT0层的两电极，上别加，0 V电压，使内IT0层上形成了从了从0-的电压梯度，触摸点至端的电压为该两端电阻对 的分压，分压值代表了触摸点在X方向的位置，然后将外lT0层的一个电极(如)端悬空，可从另一电极()取出这一分压，将该分压进行A/D转换，并与进行比较，便可得到触摸点的X坐标。 为了获得触摸点在y方向的位置信号，需要在外ITO层的两电极，上分别加,0 V电压，将内lT0层的一个电极()悬空，从另一电极上取出触摸点在y方向的分压。 四线电阻触摸屏测量原理 测量电压与测量点关系等效电路 测量触摸点Ｐ处测量结果计算如下： 二、触摸屏的硬件设计 液晶触摸屏包含图形液晶显示模块和附着在显示屏上的触摸屏两部分，借助于触摸屏控制器ADS7846与单片机AT89S51实现软硬件接口，通过检测用户在触摸屏上的触摸位置，实现显示与控制功能。 1、ADS7846的特性 ADS7846是美国Burr-Brown公司推出的新一代屏控制器，它由低导通电阻模拟开关，具有采样、保持功能的逐次逼近型ADC、异步串行数据接口、温度传感器等组成。ADC是ADS7846的核心，其转换速率可达125 kHz，分辨率可编程为8位或12位。该器件不仅具有X，Y坐标测量功能，还具有电池电压、芯片温度、触摸压力和外模拟量4种测量功能。ADS7846还集成有触摸识别电路，当检测到有触摸时，该电路会在引脚输出一个低电平信号，向微控制器量触点坐标的中断请求。该芯片采用单电源供电，工作电压为2．2～5．25 V，且内部自带+2．5 V的参考电压。 ADS7846的内部结构图 ADS7846内部由一个多路选择器和一个12位的A/D转换器构成。其工作方式可由控制字决定，根据串行控制口的控制字控制多路选择开关的工作状态，控制工作面的工作电压，并把相应电极上的触点坐标位置对应的工作电压送到A/D转换器，变成数字量通过串行经过计算得到触点的X、Y方向的坐标，确定触点位置，程序根据触点坐标位置显示的信息执行相应的功能。则Ｐ点的二进制输出代码为： 为加在ADSS7846内部A/D转换器的参考电压。。 2、引脚功能 ADS7846的引脚排列如下图所示。 ADS7846的引脚图 ADS7846的引脚功能表： 3、控制字 ADS7846的控制功能主要是实现触摸屏电极电压的切换及触摸点位置信号的A/D转换。ADS7846控制字如下： S：数据传输起始标志位。为1表示一个新的控制字节到来；为0则忽略DIN引脚上数据。 A2A1A0：通道选择位。用于控制通道选择器的输入，触摸信号驱动开关及ADC的参考输入电压。当A2A1AO=001时，采集Y坐标信号；当A2A0A1=101时，采集X坐标信号。 MODE：用来选择A/D转换的精度。为1选择8位精度；为0选择12位精度。 SER/DFR：用来选择参考电压的输入模式。1为参考电压非差动输入模式；0为参考电压差动输入模式。 PDl，PD0：低功率模式选择位。若为11，器件总处于供电状态；若为00，器件在两次变换之间处于低功率模式。 4、转换时序 ADS7846的转换时序如图所示。一次完整的电极电压切换和A/D转换，需要ADS7846和微处理器行3次串行数据传送，每次传送需要8个时钟周期