嵌入式系统中的触摸屏及其控制

技术分类: 嵌入式系统  | 2006-02-19
来源:TI | 作者:信息工程大学 龚雪容 马鸣锦 蒋烈辉 杜威

       在便携式的电子类产品中,触摸屏由于其轻便、占用空间少、方便灵活等优点,已经逐渐取代键盘成为嵌入式计算机系统的输入设备。基于触摸屏的输入系统实际上是由触摸屏、触摸屏控制器、微控制器及其相应软件构成的,本文从系统的硬件组成入手,分析整个系统的硬软件原理及其实现方法。

       一. 系统组成原理

      
触摸屏输入系统由触摸屏、触摸屏控制器和微控制器三部分组成。图1示出了一个实际的触摸屏输入系统,在该系统中触摸屏采用信利公司的四线电阻式触摸屏,触摸屏控制器采用BB公司的ADS7846,微控制器为Motorola M·CORE系列的MMC2107。

触摸屏输入系统的组成

                     ;                                      图1 触摸屏输入系统的组成

触摸屏的触摸示意图

                                                   图2触摸屏的触摸示意图

       1. 触摸屏原理

      
触摸屏附着在显示器的表面,与显示器相配合使用,如果能测量出触摸点在屏幕上的坐标位置,则可根据显示屏上对应坐标点的显示内容或图符获知触摸者的意图。触摸屏按其技术原理可分为五类:矢量压力传感式、电阻式、电容式、红外线式、表面声波式,其中电阻式触摸屏在嵌入式系统中用的较多。电阻触摸屏是一块4层的透明的复合薄膜屏,如图2所示,最下面是玻璃或有机玻璃构成的基层,最上面是一层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的塑料层,中间是两层金属导电层,分别在基层之上和塑料层内表面,在两导电层之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开。当手指触摸屏幕时,两导电层在触摸点处接触。

       触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面,在每个工作面的两端各涂有一条银胶,称为该工作面的一对电极,若在一个工作面的电极对上施加电压,则在该工作面上就会形成均匀连续的平行电压分布。如图1所示,当在X方向的电极对上施加一确定的电压,而Y方向电极对上不加电压时,在X平行电压场中,触点处的电压值可以在Y+(或Y-)电极上反映出来,通过测量Y+电极对地的电压大小,便可得知触点的X坐标值。同理,当在Y电极对上加电压,而X电极对上不加电压时,通过测量X+电极的电压,便可得知触点的Y坐标。电阻式触摸屏有四线和五线两种。四线式触摸屏的X工作面和Y工作面分别加在两个导电层上,共有四根引出线,分别连到触摸屏的X电极对和Y电极对上。五线式触摸屏把X工作面和Y工作面都加在玻璃基层的导电涂层上,但工作时,仍是分时加电压的,即让两个方向的电压场分时工作在同一工作面上,而外导电层则仅仅用来充当导体和电压测量电极。因此,五线式触摸屏的引出线需为5根。

       2. ADS7846触摸屏控制器的工作原理

各种类型的触摸屏均有其相应的控制器,如:ADS7846是四线式触摸屏的控制器,而ADS7845是五线式触摸屏的控制器。控制器的主要功能是分时向X、Y电极对施加电压,并把测量电极上的电压信号转换为相应触摸点的X、Y坐标。

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