下载文档原格式
电阻式触摸屏的原理与应用1. 电阻式触摸屏的原理电阻式触摸屏是一种常见且普遍应用于各种设备的触摸屏技术。
它的原理基于电阻效应，通过在触摸屏表面放置两个透明的导电层，并在两层之间施加电压来实现触摸操作。
1.1 电阻式触摸屏的结构电阻式触摸屏一般由以下几个主要组件构成：•透明导电层（ITO薄膜）：透明导电层是电阻式触摸屏的最外层，通常由氧化铟锡（ITO）薄膜制成。
该层能够导电同时保持良好的透明性。
•玻璃基板：玻璃基板是放置在透明导电层下方的一层玻璃材料，用于提供触摸屏的结构支撑和稳定性。
•顶层抗划伤玻璃：为了保护触摸屏，通常在透明导电层上方加上一层抗划伤的玻璃层，使触摸屏更耐用。
•底层导电层（ITO玻璃）：底层导电层位于玻璃基板上方，也是由导电性好的材料制成。
与顶层透明导电层形成一个电阻网络。
•间隔层：在透明导电层和底层导电层之间，放置有一个绝缘层，起到隔离导电层和导电层的作用。
1.2 电阻式触摸屏的工作原理电阻式触摸屏的工作原理基于触摸时两个导电层之间的电阻变化。
当没有触摸屏时，导电层之间通过应用的电压，形成一个均匀的电阻分布。
当用户触摸屏幕时，手指会在触摸区域施加压力，导致导电层间的电阻发生变化。
触摸区域的坐标计算是通过测量屏幕四个角上的电压来实现的。
根据这些电压值的变化，就可以计算出触摸位置的坐标。
1.3 电阻式触摸屏的优缺点电阻式触摸屏有以下几个优点：•较高的精确度：电阻式触摸屏在精确度上表现出较高的水平，可以实现细小物体的精确定位和操控。
•支持手写笔操作：相比其他触摸屏技术，电阻式触摸屏可以支持手写笔操作，并可以检测到细小的笔尖压力变化。
•较低的成本：相对于其他触摸屏技术，电阻式触摸屏的制作成本较低，可以应用于大规模生产。
然而，电阻式触摸屏也存在一些缺点：•需对物体施加压力：由于电阻式触摸屏的原理，需要施加一定的压力才能进行触摸操作，这对一些特殊场合或特殊人群可能会造成不便。
•较厚的触摸屏结构：相比其他触摸屏技术，电阻式触摸屏的结构较厚，这可能会增加设备的整体厚度。
电阻触摸屏工作原理电阻触摸屏是一种常见的触摸屏技术，广泛应用于各种电子设备中，如智能手机、平板电脑、导航系统等。
它通过电阻效应来实现触摸操作的检测和定位。
电阻触摸屏由两层透明导电膜组成，中间夹有微小的间隙。
一层为外层导电膜，另一层为内层导电膜。
两层导电膜之间的间隙填充有导电物质，如ITO（铟锡氧化物）等。
当用户触摸屏幕时，外层导电膜和内层导电膜之间的电阻值会发生变化。
电阻触摸屏的工作原理如下：1. 电流传导：当用户触摸屏幕时，手指会导电。
电流从一侧的导电膜流入手指，然后从另一侧的导电膜流回触摸屏。
2. 电阻变化：由于两层导电膜之间的间隙填充有导电物质，触摸屏的电阻值会随着手指触摸的位置发生变化。
触摸点附近的导电物质会与手指接触，形成一个电阻器。
触摸点离开的地方，电阻值较大。
3. 电压测量：触摸屏上的控制电路会对两层导电膜之间的电压进行测量。
通过测量电压的变化，可以确定触摸点的位置。
4. 坐标计算：通过测量多个触摸点的电压，可以计算出触摸点的坐标。
通常，电阻触摸屏可以支持多点触控，即同时检测和定位多个触摸点。
5. 数据传输：触摸屏的控制电路会将触摸点的坐标信息传输给设备的处理器。
处理器根据这些信息来实现相应的操作，如移动、缩放、点击等。
电阻触摸屏的优点包括：1. 精准度高：电阻触摸屏可以实现较高的触摸精度，能够准确地检测和定位触摸点的位置。
2. 可靠性强：电阻触摸屏的结构相对简单，没有复杂的电子元件，因此具有较高的可靠性和稳定性。
3. 兼容性好：电阻触摸屏可以适用于各种操作系统和设备，具有较好的兼容性。
4. 支持多点触控：电阻触摸屏可以同时检测和定位多个触摸点，支持多点触控操作。
然而，电阻触摸屏也存在一些缺点：1. 透光性差：由于电阻触摸屏需要两层导电膜，因此会影响屏幕的透光性，可能会降低显示效果。
2. 灵敏度较低：相比于其他触摸屏技术，电阻触摸屏的灵敏度较低，可能需要较大的触摸力才能实现触摸操作。
电阻式触摸屏在智能仪表中的应用郑戍华,王向周,南顺成,王 渝(北京理工大学自动控制系,北京 100081) 摘要:文中针对四线电阻式触摸屏在智能仪器仪表中的应用,介绍了四线电阻式触摸屏的结构原理与两种接口技术:与内置A/D的单片机接口;与专用A/D的接口。
针对这两种接口技术,详细介绍了接口电路组成及原理,通过比较不同的读取控制方式选取了最适合触摸屏控制的中断方式,并且分析了触摸屏笔中断控制电路。
同时在介绍与专用A/D的接口技术时,又简介了专用四线电阻式触摸转换A/D芯片ADS7843的特性、工作模式以及与8位A T89C2051单片机的接口电路。
最后文章阐述了对脉冲干扰的保护措施。
实际应用表明:电路稳定可靠,简单实用。
关键词:电阻式触摸屏;智能仪表;接口技术中图分类号:TP335 文献标识码:A 文章编号:1002-1841(2003)01-0001-04 Application of R esistive Touch Screen in the Intelligent InstrumentZheng Shuhu a,W ang Xiangzhou,N an Shuncheng,W ang Yu(Department of Automatic Control,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China) Abstract:The internal structure and work theory of the4-wire resistive touch screen are introduced based on the a p2 plication of the resistive touch screen in the intelligent instrument.And two kinds of interface circuit technology are ana2 lyzed:the interface of the touch screen with MCU integrated with A/D and s pecialized ADC.The composition and princi2 ple of the interface circuit are introduced based on two kinds of interface circuit technolo gy.The most suitable interru pt means,which leads to pen interrupt control circuit,is chosen by comparing the different read control means.At the same time,the feature and working model of the s pecial A/D chip for the4-wire resistive touch screen--ADS7843and the interface circuit with8bit MCU--A T89C2051are presented.The safeguard against the spikes disturbance is described. It has been shown that this circuit is stabilized and credible,and the o peration is quite simple and useful in actual applica2 tion.K ey Words:4-Wire Resistive Touch Screen;Intelligent Instrument;Interface Technology1 引言触摸屏技术应用于智能仪表中可以直接在显示屏上进行触摸输入,改善人机交互方式,使用方便。
智能仪器考试题型：名词解释、简答、简述、综合没有给重点，但是老师说考题都是由课后习题凝练出来的，所以我将大部分课后习题答案整理出来，仅供参考。
难免有错误，望大家谅解并指出。
课后习题参考第一章1-1 你在学习和生活中，接触、使用或了解了哪些仪器仪表？它们分别属于哪种类型？指出他们的共同之处与主要区别。
选择一种仪器，针对其存在的问题或不足，提出改进设想（课堂作业）。
解：就测量仪器而言，按测量各种物理量不同可划分为八种：几何量计量仪器、热工量计量仪器、机械量计量仪器、时间频率计量仪器、电磁计量仪器、无线电参数测量仪器、光学与声学测量仪器、电离辐射计量仪器。
1-2 结合你对智能仪器概念的理解，讨论“智能化”的层次。
解：P2 智能仪器是计算机技术和测量仪器相结合的产物，是含有微型计算机或微处理器的测量（或检测）仪器。
由于它拥有对数据的存储、运算、逻辑判断及自动化操作等功能，具有一定智能的作用（表现为智能的延伸或加强等），因而被称为智能仪器。
P5- P6 智能仪器的四个层次：聪敏仪器、初级智能仪器、模型化仪器和高级智能仪器。
聪敏仪器类是以电子、传感、测量技术为基础（也可能计算机技术和信号处理技术）。
特点是通过巧妙的设计而获得某一有特色的功能。
初级智能仪器除了应用电子、传感、测量技术外，主要特点是应用了计算机及信号处理技术，这类仪器已具有了拟人的记忆、存储、运算、判断、简单决策等功能。
模型化仪器是在初级智能仪器的基础上应用了建模技术和方法，这类仪器可对被测对象状态或行为作出评估，可以建立对环境、干扰、仪器参数变化作出自适应反映的数学模型，并对测量误差（静态或动态误差）进行补偿。
高级智能仪器是智能仪器的最高级别，这类仪器多运用模糊判断、容错技术、传感融合、人工智能、专家系统等技术。
有较强的自适应、自学习、自组织、自决策、自推理能力。
1-3 仪器仪表的重要性体现在哪些方面？P3-5解：（1）仪器及检测技术已经成为促进当代生产的主流环节，仪器整体发展水平是国家综合国力的重要标志之一（2）先进的科学仪器设备既是知识创新和技术创新的前提，也是创新研究的主题内容之一和创新成就得重要体现形式，科学仪器的创新是知识创新和及时创新的组成部分。
电阻触摸屏原理
电阻触摸屏是一种常见的触摸屏技术，它主要由两层透明导电层构成。
这两层导电层之间有一定的隔离距离，并被绝缘材料隔开，形成一个电容。
当手指或者触摸笔等物体触摸到电阻屏幕表面时，会在触摸点上形成一个微小的电流。
这种电流可以通过电阻触摸屏上的控制器进行检测和分析。
电阻触摸屏上的控制器通常是一个小型的芯片，它负责接收触摸点的电流信号，并将其转化为相应的坐标信息。
电阻触摸屏的原理是基于电流分压原理。
当手指触摸到屏幕表面时，导电层之间的电阻发生变化，导致触摸点附近的电流分布发生改变。
通过检测这种电流变化，控制器可以确定触摸点的精确位置。
由于电阻屏幕本身的结构特点，电阻触摸屏在一些方面具有一定的局限性。
首先，电阻触摸屏需要物体与屏幕表面直接接触才能实现触摸，因此需要用手指或者特制的触控笔进行操作。
其次，电阻触摸屏对触摸物体的形状和大小灵敏度较低，可能会导致误触情况的发生。
尽管存在这些局限性，电阻触摸屏在一些特定的应用领域仍然得到广泛使用。
例如，在工业控制设备、医疗仪器等领域中，电阻触摸屏由于其较为坚固的结构和较高的可靠性，被认为是一种比较适合的选择。
电阻触摸屏工作原理电阻触摸屏是一种常见的触摸屏技术，广泛应用于各种电子设备中，如智能手机、平板电脑、ATM机等。
它通过在屏幕上布置一层透明的电阻膜，当触摸屏被按下时，触摸点会在电阻膜上产生一个电阻变化，通过测量这个电阻变化来确定触摸点的位置。
电阻触摸屏主要由四个主要组件组成：透明的触摸屏玻璃、导电涂层、电阻膜和背板。
触摸屏玻璃是整个触摸屏的外层，它具有耐磨损和透明的特性。
导电涂层是一层透明的导电材料，通常使用氧化铟锡（ITO）涂层。
电阻膜是由导电材料制成的一层薄膜，通常使用氧化铟锡或氧化锌。
背板是触摸屏的支撑结构，通常由玻璃或塑料制成。
当触摸屏没有被按下时，导电涂层和电阻膜之间的电流是均匀分布的。
当触摸屏被按下时，手指或者触摸笔会在触摸屏上施加压力，导致导电涂层和电阻膜之间的电流发生变化。
电阻膜的电阻值是根据触摸点的位置来计算的。
触摸点越靠近电流输入端，电阻值就越小；触摸点越靠近电流输出端，电阻值就越大。
通过测量电阻值的变化，系统可以确定触摸点的位置。
为了测量电阻值的变化，电阻触摸屏通常使用一个简单的电路来完成。
这个电路包括一个电流源和一个测量电压的电路。
电流源提供一个恒定的电流，流经导电涂层和电阻膜。
测量电压的电路测量导电涂层和电阻膜之间的电压，根据欧姆定律计算电阻值。
电阻触摸屏的优点是价格相对较低，可靠性高，对触摸物体的材料没有特殊要求。
然而，由于电阻触摸屏需要施加压力才能检测触摸，所以操作体验相对较差，不如其他触摸技术（如电容触摸屏）灵敏。
总结一下，电阻触摸屏工作原理是通过测量导电涂层和电阻膜之间的电阻变化来确定触摸点的位置。
它由触摸屏玻璃、导电涂层、电阻膜和背板组成，通过一个简单的电路来测量电阻值的变化。
电阻触摸屏具有价格低廉和可靠性高的优点，但操作体验相对较差。
电阻触摸屏工作原理电阻触摸屏是一种常见的触摸屏技术，它通过电阻效应来实现对触摸位置的检测。
在电阻触摸屏上，通常有两层透明导电膜，分别被嵌入在触摸屏的上下两个玻璃或塑料表面之间。
这两层导电膜之间隔着微小的空隙，形成了一个电阻层。
当用户触摸屏幕上的某个位置时，手指与导电膜之间会产生接触。
由于手指的电阻值相对较低，触摸点处的电流会流过手指并通过导电膜。
这个电流会在触摸点附近产生一个电压梯度，通过测量这个电压梯度可以确定触摸点的位置。
为了测量电压梯度，电阻触摸屏通常需要使用一个控制器。
控制器会在触摸屏上的四个角落施加一个低电压，并通过导电膜上的电流分布来测量电压梯度。
通过测量这四个角落的电压，控制器可以计算出触摸点的坐标。
电阻触摸屏的工作原理可以简单概括为以下几个步骤：1. 施加电压：控制器会在触摸屏的四个角落施加一个低电压。
2. 测量电流：通过导电膜上的电流分布，控制器可以测量出四个角落的电流值。
3. 计算电压梯度：通过测量的电流值，控制器可以计算出触摸点处的电压梯度。
4. 确定触摸点坐标：根据电压梯度的测量结果，控制器可以确定触摸点的坐标。
除了上述的基本原理外，电阻触摸屏还需要考虑一些其他因素来提高其性能和精度。
例如，触摸屏的硬度和耐久性需要足够高，以承受用户的触摸操作。
此外，触摸屏的透明度也需要足够高，以保证显示效果的清晰度。
总结一下，电阻触摸屏通过测量手指触摸产生的电流和电压梯度来确定触摸点的位置。
它是一种常见的触摸屏技术，具有较高的精度和可靠性。
在实际应用中，电阻触摸屏被广泛应用于各种电子设备，如智能手机、平板电脑、汽车导航系统等。
电阻触摸屏工作原理电阻触摸屏是一种常见的触摸屏技术，它通过电阻式触摸板上的两层导电层之间的电阻变化来实现触摸位置的检测。
下面将详细介绍电阻触摸屏的工作原理。
1. 结构组成电阻触摸屏由两层透明导电薄膜组成，分别为ITO薄膜（Indium Tin Oxide）和玻璃基板。
ITO薄膜是一种具有高透明性和导电性的材料，常用于创造触摸屏。
两层导电薄膜之间使用绝缘材料隔开，形成一个均匀的电阻层。
2. 工作原理当没有触摸屏时，两层导电薄膜之间存在一定的电阻。
当触摸屏被触摸时，触摸点会对两层导电薄膜施加压力，使得两层导电薄膜之间的接触面积发生变化。
由于ITO薄膜的电阻与接触面积成反比，因此触摸点附近的导电薄膜电阻值会发生变化。
3. 电阻检测为了检测触摸位置，电阻触摸屏通常使用四个边缘电极，将电流分别注入两层导电薄膜的上下两端。
当触摸屏被触摸时，触摸点附近的导电薄膜电阻值发生变化，电流在触摸点附近会发生分流。
通过测量四个边缘电极上的电压，可以计算出触摸点的坐标。
4. 数据处理触摸屏控制器会接收到四个边缘电极上的电压信号，并通过算法计算出触摸点的坐标。
常见的算法包括四点法和五点法，通过测量多个点的电阻变化，可以提高触摸点坐标的准确性和稳定性。
5. 应用场景电阻触摸屏广泛应用于各种电子设备中，如智能手机、平板电脑、工控设备等。
它具有价格低廉、可靠性高、适应性强等优点，但相比于其他触摸屏技术，如电容触摸屏，电阻触摸屏的响应速度较慢，不支持多点触控。
总结：电阻触摸屏通过测量两层导电薄膜之间的电阻变化来实现触摸位置的检测。
触摸点对导电薄膜施加压力，改变导电薄膜的接触面积，从而改变电阻值。
通过测量电阻变化，可以计算出触摸点的坐标。
电阻触摸屏广泛应用于各种电子设备中，但相比其他触摸屏技术，其响应速度较慢，不支持多点触控。
2024年电阻式触摸屏市场前景分析1. 引言随着科技的不断发展，触摸屏技术已经成为嵌入式系统、移动设备和消费电子设备中普遍采用的输入方式。
其中，电阻式触摸屏作为一种传统且成熟的触摸屏技术，在一些特定的应用场景中仍然具有一定的市场份额。
本文将对电阻式触摸屏市场前景进行分析，主要从市场规模、应用领域和竞争态势三个方面进行探讨。
2. 市场规模分析电阻式触摸屏市场的规模受多个因素的影响，包括技术进步、产品价格以及市场需求等。
然而，由于电容式触摸屏等新型触摸屏技术的逐渐普及，电阻式触摸屏市场近年来呈现下滑的趋势。
根据市场研究机构的数据显示，电阻式触摸屏市场在2019年的规模约为XX亿美元，预计未来几年会进一步下降。
尽管如此，电阻式触摸屏仍然在一些特殊场景下保持了一定的市场份额。
其主要原因有两点：一是电阻式触摸屏在可靠性和耐用性方面相对优于其他触摸屏技术；二是在一些工业控制设备和特殊环境中，电阻式触摸屏具有较好的适应性和稳定性。
3. 应用领域分析电阻式触摸屏主要应用于以下几个领域：3.1 工业控制在工业领域，电阻式触摸屏因其抗干扰和耐用性能被广泛应用于各种工业控制设备中。
例如，在生产线监控系统、仪器仪表和工业机械控制器等设备中，电阻式触摸屏能够提供稳定可靠的输入方式。
3.2 医疗设备在医疗设备领域，电阻式触摸屏的优点同样得到了应用。
医疗设备通常需要经常进行清洁和消毒，而电阻式触摸屏由于其结构简单，可以更好地适应这种特殊环境。
因此，电阻式触摸屏在医疗仪器、手术设备和电子病历等应用中得到广泛采用。
3.3 其他领域除了工业控制和医疗设备领域，电阻式触摸屏还在一些特殊场景中找到了应用。
例如，在智能家居控制面板、汽车导航系统和公共信息查询终端等设备中，电阻式触摸屏因其较低的成本和适应性得到了一定的市场认可。
4. 竞争态势分析尽管电阻式触摸屏市场规模相对较小，但市场竞争依然激烈。
当前电阻式触摸屏市场的主要竞争者是来自亚洲地区的几家知名厂商，其中包括鸿海精密工业（Foxconn）、LG Display和天马微电子等。
电阻式触摸屏在智能仪表中的应用郑戍华,王向周,南顺成,王 渝(北京理工大学自动控制系,北京 100081) 摘要:文中针对四线电阻式触摸屏在智能仪器仪表中的应用,介绍了四线电阻式触摸屏的结构原理与两种接口技术:与内置A/D的单片机接口;与专用A/D的接口。
针对这两种接口技术,详细介绍了接口电路组成及原理,通过比较不同的读取控制方式选取了最适合触摸屏控制的中断方式,并且分析了触摸屏笔中断控制电路。
同时在介绍与专用A/D的接口技术时,又简介了专用四线电阻式触摸转换A/D芯片ADS7843的特性、工作模式以及与8位A T89C2051单片机的接口电路。
最后文章阐述了对脉冲干扰的保护措施。
实际应用表明:电路稳定可靠,简单实用。
关键词:电阻式触摸屏;智能仪表;接口技术中图分类号:TP335 文献标识码:A 文章编号:1002-1841(2003)01-0001-04 Application of R esistive Touch Screen in the Intelligent InstrumentZheng Shuhu a,W ang Xiangzhou,N an Shuncheng,W ang Yu(Department of Automatic Control,Beijing Institute of Technology,Beijing100081,China) Abstract:The internal structure and work theory of the4-wire resistive touch screen are introduced based on the ap2 plication of the resistive touch screen in the intelligent instrument.And two kinds of interface circuit technology are ana2 lyzed:the interface of the touch screen with MCU integrated with A/D and specialized ADC.The composition and princi2 ple of the interface circuit are introduced based on two kinds of interface circuit technology.The most suitable interrupt means,which leads to pen interrupt control circuit,is chosen by comparing the different read control means.At the same time,the feature and working model of the special A/D chip for the4-wire resistive touch screen--ADS7843and the interface circuit with8bit MCU--A T89C2051are presented.The safeguard against the spikes disturbance is described. It has been shown that this circuit is stabilized and credible,and the operation is quite simple and useful in actual applica2 tion.K ey Words:4-Wire Resistive Touch Screen;Intelligent Instrument;Interface Technology1 引言触摸屏技术应用于智能仪表中可以直接在显示屏上进行触摸输入,改善人机交互方式,使用方便。
触摸屏的工作原理根据使用的介质不同而不同,常见的有电阻式、电容式、红外式、声表面波式。
电阻式触摸屏可由任意输入笔启动、结构简单、使用方便并且价格低廉,所以这种触摸屏非常适合在智能仪表中使用,本文介绍四线电阻式触摸屏的接口技术。
2 电阻式触摸屏原理四线电阻式触摸屏由3层构成:底层是绝缘层———玻璃基板,上面涂有两层透明电阻层。
每一电阻涂层各在X/Y方向上有两条检测线,共有4条检测线:X+、X-、Y+、Y-。
没有触摸信号时,两层电阻层没有接触点,互不导通;当某一点被触摸时,则在这一点上两层电阻短接,测量Y轴方向阻值变化,只需在Y+与Y-方向施加电压,将X+读出的压降值送入到A/D转换器,经过A/D转换即可得到相应的Y 轴坐标。
同理,测量X轴方向阻值变化,则在X轴方向上施加电压,读取Y+的输出值到A/D转换器即可。
在智能仪表设计中,触摸屏的接口技术主要有:与内置A/D的单片机直接接口;与专用A/D的接口。
3 触摸屏与内置A/D的单片机接口技术触摸屏与内置A/D的单片机接口可以通过4个三极管或MOS管分别给X、Y方向施加电压,并通过A/D通道读取Y、X方向的电压值来实现,如图1所示。
当单片机P1.1电平为低、P1.2电平为高时,则对应的PNP三极管TR1、TR3导通,TR2、TR4截止,Y 轴电阻被施加电压,单片机通过X+读取Y轴数据到单片机的A/D通道AD1。
而当P1.1为高电平、P1.2为低电平时,单片机从通道AD0读入X轴数据。
需要指出的是,一般的单片机上自带的A/D转换器输入阻抗较低(一般为几kΩ),而触摸屏最大阻值为500Ω左收稿日期:2002204218 收修改稿日期:2002211210右,若对触摸屏输入的线性度、精度有较高的要求,还应在A/D 输入通道前加入缓冲器。
图1 与集成A/D 原单片机接口技术对触摸屏输入A/D的数据读取控制可采用定时查询方式和中断方式。
定时查询时,利用单片机内的定时器,产生20ms 的定时中断,CPU 响应定时器溢出中断,给Y ,从X 轴读取A/D 值,若未发现触摸输入,结束中断;若发现有触摸信号,再给X 轴施加电压,从Y 轴读取A/D 值,分别得到Y 、X 方向的坐标,结束中断。
定时查询时,无论是否有触摸输入,每20ms 就需中断一次,需要占用CPU 较多的时间。
为提高CPU 的利用效率,可以采用中断方式。
当有触摸信号时便产生中断请求,CPU 响应中断,分别读取X 、Y 轴的A/D 值,得到X 、Y 坐标。
图2为笔中断产生电路,图中给Y 轴电阻施加电压,在触摸屏的X +输出端上拉一个100k Ω电阻R 1和一个二极管,当没有触摸信号时,两层电阻没有导通点,二极管没有接图2 触膜笔中断产生电路地,所以其正极输出C 点的电平为高;当有触摸信号时,二极管通过触摸屏电阻接地,由于触摸屏电阻相对于R 1很小,则从C 点输出的电平变低,产生中断请求信号,单片机响应这个中断请求信号后发出启动A/D 转换的命令。
但是在进行Y 轴转换时,由于二极管漏电流I L EA K A GE 的影响使读数产生误差,导致触摸A 点时输出读数误差大,触摸B 点时误差小,并且这个误差难以用软件进行补偿,为了减小该偏移误差,可以将笔中断信号通过R 2电阻上拉到Active 信号,当单片机接收笔中断进入中断服务程序后,先置Active 为低,然后分别给X 、Y 轴施加电压,读取相应的A/D 通道,得到X 、Y 坐标,然后置Active 为高,从中断服务程序返回。
这样,在进行X 、Y 测量时,二极管截止,此时二极管漏电流的影响可以被忽略掉。
因为CS 为低电平时的最大输出为0.8V ,则R 1与R 2的选取可参照公式:R 2R 1+R 2(V CC -V DIODE )-V DIODE >018VR 2>R 111(当V DIODE =016V )需要注意的是,R 2要选取低阻值来尽量减小Active 电平的下降沿时间。
触摸屏与内置A/D 的单片机接口设计简单,成本低,但触摸屏输入只能完成一些要求简单输入控制操作,如菜单式选择等。
如果要求进行诸如汉字手写输入等要求线性、精度等较高的触摸屏输入,就需要采用专用A/D 接口。
4 触摸屏与专用A/D 芯片的接口技术411 ADS7843工作原理及接口技术ADS7843是TI 公司专为四线电阻式触摸屏设计的专用接口芯片。
它可以方便地与单片机接口,对转换信号进行处理和计算。
它是一个具有可编程的8位或12位分辨率的逐次逼近型A/D 转换器,带有一个同步串行接口,可支持高达125kHz 的转换速率。
它的工作电压V cc 为217～5V ,参考电压在1V 到V cc 之间均可,参考电压的数值决定转换器的输入电压范围。
如图3所示,它有4路模拟信号输入通道,X +、Y +是触摸屏输入通道,IN3、IN4是两个辅助模拟输入通道。
参考电压模式设置分为两种:单端模式和差分模式。
在单端模式中参考输入电压选取的是V cc 和GND ,由于内部的开关电阻压降影响转换结果带来误差,所以转换器内部的低阻开关对转换精度有一定影响;差分模式参考输入由未选中的输入通道Y +、Y -/X +、X -提供参考电源和地,不管内部开关电阻如何变化,其转换结果总与触摸屏的电阻成比例,克服了内部开关电阻的影响,但当转换频率很高时则增加了功耗,需要考虑低功耗设计。
图3 ADS7843结构框图ADS7843的笔中断控制就是当有触摸信号时,发出一个中断信号PEN IRQ 告知单片机发控制字,进行数据采集。
当A/D 被设定为笔中断低功耗模式时,一有触摸信号,ADS7843立刻进入工作模式,无需等待电源的上升。
这种模式与连续工作方式相比可以极大的降低功耗,从750μW 到低于0.5μW.模式的设定可通过对相应的控制字的设定来实现。
触摸屏在与ADS7843接口时,触摸屏输出的4条检测线依次与ADS7843的X +、Y +、X -、Y -管脚直接相连,通过A/D 芯片内部的MOS 管来进行读取切换。
笔中断控制信号PEN IRQ 可以通过电阻上拉到V cc ,但为了避免片内二极管漏电流影响,PEN IRQ 最好上拉到片选信号CS 。
当没有触摸信号时,PEN IRQ 管脚输出高电平;当有触摸信号时,单片机接收到PEN IRQ 管脚输出的低电平中断信号后,先置CS 为低电平选中A/D 转换器,然后读取X 、Y 轴的转换值,再置CS 为高,消除了漏电流的影响。
412 ADS7843与AT89C2051的接口技术AM TEL 公司的8位A T89C2051单片机,它与MCS -51系列产品兼容,具有2K 的FLASH ROM ,15根I/O 口线,使用方便灵活。
