图3.1主程序流程图
3.2触摸屏的工作原理
基本原理:典型触摸屏的工作原理一般由三部分组成,两层同名的阻性导体层、两层导体之间的隔离层及电极。触摸屏工作时,上下导体层相当于电阻网络,当某一层电极加上电压时,会在该网络上形成电压梯度。如有外力使得上下两层在某一点接触,则在电极未加电压的另一层可以测得接触点处的电压,经过 A/D 转换知道接触点处的坐标。比如,在底层的电极(Y+,Y- )上加上电压,则在底层导体层上形成电压梯度,当有外力使得上下两层在某一点接触,在顶层就可以测得接触点处的电压,再根据该电压与电极 K+之间的距离关系,知道该处的 Y 坐标。然后,将电压切换到 K+,X-顶层电极上,并在底层测量接触点处的电压,从而知道 X 坐标。为了在电阻式触摸屏上的特定方向测量一个坐标,需要对一个阻性层进行偏置:将它的一边接 VREF,另一边接地。同时,将未偏置的那一层连接到一个 ADC 的高阻抗输入端。当触摸屏上的压力足够大,使两层之间发生接触时,电阻性表面被分隔为两个电阻。它们的阻值与触摸点到偏置边缘的距离成正比。触摸点与接地边之间的电阻相当于分压器中下面的那个电阻。因此,在未偏置层上测得的电压与触摸点到接地边之间的距离成正比,如图 3.2 所示:
图3.2电阻式触摸屏分压原理
触点坐标的计算:计算触点的 X,Y 坐标分为如下两步:
(1)计算 Y 坐标,在 Y+电极施加驱动电压Vdrive,Y- 电极接地,X+做为引出端测量得到接触点的电压,由于 ITO 层均匀导电,触点电压与Vdrive电压之比等于触点 Y坐标与屏高度之比。
(2)计算 X 坐标,在 X+电极施加驱动电压Vdrive, X- 电极接地,Y+做为引出端测量得到接触点的电压,由于 ITO 层均匀导电,触点电压与Vdrive电压之比等于触点 X坐标与屏宽度之比。如图 3.3 所示:
图 3.3触点坐标的计算
测得的电压通常由 ADC 转化为数字信号,再进行简单处理就可以做为坐标判断触点的实际位置。
四线电阻式触摸屏除了可以得到触点的 X/Y 坐标,还可以测得触点的压力,这是因为 top layer 压后,上下层 ITO 发生接触,在触点上实际是有电阻存在的,如下图3.4 的电阻Rtouch。压力越大,接触越充分,电阻越小,通过测量这个电阻的大小可以量化压力大小。
那么如何得到Rtouch的阻值呢?这里介绍了两种方法:
第一种方法:要做如下准备工作如下:首先,X- 接地,X+接电源,Y+接 ADC 得到触点的 X 坐标,如图 3.5 所示:
图3.5
第二,X-接地,Y+接电源,X+接 ADC 得到 Z1 点的位置 Z1,如图 3.6 所示:
第三,X-接地,Y+接电源,Y-接 ADC 得到 Z2 点的位置 Z2,如图 3.7 所示:
1.内部结构:
触摸屏控制芯片之所以能完成对触摸屏的控制,主要原因有两点:其一,是完电极电压的切换;其二,是采集接触点处的电压值(即 A/D)。而控制芯片ADS784之所以更好的控制触摸屏,主要是得益于其内部结构很容易实现电极电压的切换,并能进行快速 A/D 转换。
2.参考电压的选择:
ADS7843 支持两种参考电压输入模式:一种是参考电压固定为 VREF,另一种采取差动模式,参考电压来自驱动电极。这两种模式分别如图 3.8(a)(b)所示。采用图 3.8(b)的差动模式可以消除开关导通压降带来的影响。图 3.8(a)和3.8(b)为两种参考电压输入模式所对应的内部开关状况。