觸摸屏原理

電阻式觸摸屏組成結(jié)構(gòu)

05月04日

分類：觸摸屏原理

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很多LCD模塊都采用了電阻式觸摸屏，這些觸摸屏等效于將物理位置轉(zhuǎn)換為代表X、Y坐標(biāo)的電壓值的傳感器。通常有4線、5線、7線和8線觸摸屏來(lái)實(shí)現(xiàn)，本文詳細(xì)介紹了SAR結(jié)構(gòu)、四種觸摸屏的組成結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)原理，以及檢測(cè)觸摸的方法。

　　電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)（X，Y）的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。很多LCD模塊都采用了電阻式觸摸屏，這種屏幕可以用四線、五線、七線或八線來(lái)產(chǎn)生屏幕偏置電壓，同時(shí)讀回觸摸點(diǎn)的電壓。

　　過(guò)去，為了將電阻式觸摸屏上的觸摸點(diǎn)坐標(biāo)讀入微控制器，需要使用一個(gè)專用的觸摸屏控制器芯片，或者利用一個(gè)復(fù)雜的外部開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接微控制器的片上模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）。夏普公司的LH75400/01/10/11系列和LH7A404等微控制器都帶有一個(gè)內(nèi)含觸摸屏偏置電路的片上ADC，該ADC采用了一種逐次逼近寄存器（SAR）類型的轉(zhuǎn)換器。采用這些控制器可以實(shí)現(xiàn)在觸摸屏傳感器和微控制器之間進(jìn)行直接接口，無(wú)需CPU介入的情況下控制所有的觸摸屏偏置電壓，并記錄全部測(cè)量結(jié)果。本文將詳細(xì)介紹四線、五線、七線和八線觸摸屏的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)原理。

　　SAR結(jié)構(gòu)

　　SAR的實(shí)現(xiàn)方法很多，但它的基本結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，參見(jiàn)圖1。

　　圖1 SAR的基本結(jié)構(gòu)

　　該結(jié)構(gòu)將模擬輸入電壓（VIN）保存在一個(gè)跟蹤/保持器中，N位寄存器被設(shè)置為中間值（即100.。.0，其中最高位被設(shè)置為1），以執(zhí)行二進(jìn)制查找算法。因此，數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）的輸出（VDAC）為VREF的二分之一，這里VREF為ADC的參考電壓。之后，再執(zhí)行一個(gè)比較操作，以決定VIN小于還是大于VDAC：

　　1. 如果VIN小于VDAC，比較器輸出邏輯低，N位寄存器的最高位清0。

　　2. 如果VIN大于VDAC，比較器輸出邏輯高（或1），N位寄存器的最高位保持為1。

　　其后，SAR的控制邏輯移動(dòng)到下一位，將該位強(qiáng)制置為高，再執(zhí)行下一次比較。SAR控制邏輯將重復(fù)上述順序操作，直到最后一位。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成時(shí)，寄存器中就得到了一個(gè)N位數(shù)據(jù)字。

　　圖2顯示了一個(gè)4位轉(zhuǎn)換過(guò)程的例子，圖中Y軸和粗線表示DAC的輸出電壓。