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    中控觸摸屏工作原理及應用

    發布時間 : 2020-03-17

    1 觸摸屏的基本原理

    典型觸摸屏的工作部分一般由三部分組成,兩層透明的阻性導體層、兩層導體之間的隔離層、電極。阻性導體層選用阻性材料,如銦錫氧化物(ITO)涂在襯底上構成,上層襯底用塑料,下層襯底用玻璃。隔離層為粘性絕緣液體材料,如聚脂薄膜。電極選用導電性能極好的材料(如銀粉墨)構成,其導電性能大約為ITO的1000倍。

    中控觸摸屏工作原理及應用

    觸摸屏工作時,上下導體層相當于電阻網絡。當某一層電極加上電壓時,會在該網絡上形成電壓梯度。如有外力使得上下兩層在某一點接觸,則在電極未加電壓的另一層可以測得接觸點處的電壓,從而知道接觸點處的坐標。比如,在頂層的電極(X+,X-)上加上電壓,則在頂層導體層上形成電壓梯度,當有外力使得上下兩層在某一點接觸,在底層就可以測得接觸點處的電壓,再根據該電壓與電極(X+)之間的距離關系,知道該處的X坐標。然后,將電壓切換到底層電極(Y+,Y-)上,并在頂層測量接觸點處的電壓,從而知道Y坐標。

    2 觸摸屏的控制實現

    現在很多PDA應用中,將觸摸屏作為一個輸入設備,對觸摸屏的控制也有專門的芯片。很顯然,觸摸屏的控制芯片要完成兩件事情:其一,是完成電極電壓的切換;其二,是采集接觸點處的電壓值(即A/D)。本文以BB(Burr-Brown)公司生產的芯片ADS7843為例,介紹觸摸屏控制的實現。

    2.1 ADS7843的基本特性與典型應用

    ADS7843是一個內置12位模數轉換、低導通電阻模擬開關的串行接口芯片。供電電壓2.7~5 V,參考電壓VREF為1 V~+VCC,轉換電壓的輸入范圍為0~ VREF,最高轉換速率為125 kHz。

    2.2 ADS7843的內部結構及參考電壓模式選擇

    ADS7843之所以能實現對觸摸屏的控制,是因為其內部結構很容易實現電極電壓的切換,并能進行快速A/D轉換。圖5所示為其內部結構,A2~A0和SER/為控制寄存器中的控制位,用來進行開關切換和參考電壓的選擇。

    ADS7843支持兩種參考電壓輸入模式:一種是參考電壓固定為VREF,另一種采取差動模式,參考電壓來自驅動電極。、采用差動模式可以消除開關導通壓降帶來的影響。兩種參考電壓輸入模式所對應的內部開關狀況。

    2.3 ADS7843的控制字及數據傳輸格式

    ADS7843的控制字,其中S為數據傳輸起始標志位,該位必為"1"。A2~A0進行通道選擇。MODE用來選擇A/D轉換的精度,"1"選擇8位,"0"選擇12位。SER/選擇參考電壓的輸入模式。PD1、PD0選擇省電模式:"00"省電模式允許,在兩次A/D轉換之間掉電,且中斷允許;"01"同"00",只是不允許中斷;"10"保留;"11"禁止省電模式。

    為了完成一次電極電壓切換和A/D轉換,需要先通過串口往ADS7843發送控制字,轉換完成后再通過串口讀出電壓轉換值。標準的一次轉換需要24個時鐘周期。由于串口支持雙向同時進行傳送,并且在一次讀數與下一次發控制字之間可以重疊,所以轉換速率可以提高到每次16個時鐘周期。如果條件允許,CPU可以產生15個CLK的話(比如FPGAs和ASICs),轉換速率還可以提高到每次15個時鐘周期。


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