觸摸屏控制器設(shè)計(jì)
作者：海軍航空工程學(xué)院 應(yīng)朝龍 王誠(chéng)成 周亮 王巖
0 引 言
隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，人們對(duì)電子產(chǎn)品智能化、便捷化、人性化要求也不斷提高，觸摸屏作為一種人性化的輸入輸出設(shè)備，在我國(guó)的應(yīng)用范圍非常廣闊，是極富吸引力的多媒體交互沒備。目前，觸摸屏的需求動(dòng)力主要來自于消費(fèi)電子產(chǎn)品，如手機(jī)、PDA、便攜導(dǎo)航設(shè)備等。隨著觸摸屏技術(shù)的不斷發(fā)展，它在其他電子產(chǎn)品中的應(yīng)用也會(huì)得到不斷延伸�，F(xiàn)在市面上已有的觸摸屏控制器普遍價(jià)格比較高且性能相對(duì)比較固定，一些場(chǎng)合下無法滿足用戶的實(shí)際需求。本文基于上述考慮，根據(jù)電阻式觸摸屏的工作原理，選用51系列單片機(jī)作為控制核心，設(shè)計(jì)一種實(shí)用且低成本的觸摸屏控制系統(tǒng)。
1 觸摸屏的工作原理
觸摸屏由觸摸檢測(cè)部件和觸摸屏控制器件組成(如圖1所示)；觸摸檢測(cè)部件用于檢測(cè)用戶觸摸位置，接收后送觸摸屏控制器；而觸摸屏控制器的主要作用是從觸摸點(diǎn)檢測(cè)裝置上接收觸摸信息送給控制器，它同時(shí)能接收控制器發(fā)來的命令并加以執(zhí)行。
觸摸屏的主要3大種類是：電阻技術(shù)觸摸屏、表面聲波技術(shù)觸摸屏、電容技術(shù)觸摸屏。其中，電阻式觸摸屏憑借低廉的價(jià)格以及對(duì)于手指及輸入筆觸摸的良好響應(yīng)性，涵蓋了100多家觸摸屏元件制造商中的2／3，成為過去5年中銷售量最高的觸摸屏產(chǎn)品。在這里根據(jù)要設(shè)計(jì)應(yīng)用的觸摸屏控制器，重點(diǎn)介紹一下四線電阻式觸摸屏。
電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面相匹配的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層，表面涂有一層透明的導(dǎo)電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層透明導(dǎo)電層，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)小(小于千分之一英寸)的透明隔離點(diǎn)把它們隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點(diǎn)位置有了一個(gè)接觸，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5 V均勻電壓場(chǎng)，使得偵測(cè)層的電壓由零變?yōu)榉橇�，這種接通狀態(tài)被控制器偵測(cè)到后，進(jìn)行A／D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5 V相比即可得到觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)，同理得出X軸的坐標(biāo)，這就是四線電阻式觸摸屏基本原理，其原理如圖2所示。
2 觸摸屏控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
根據(jù)四線電阻式觸摸屏的工作原理可以看出，在硬件設(shè)計(jì)上的主要工作就在于將觸摸點(diǎn)所在的X軸及Y軸坐標(biāo)通過控制驅(qū)動(dòng)模塊加以精確識(shí)別。
2．1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
觸摸屏控制器的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊的控制，本文采用AT89C2051作為驅(qū)動(dòng)電路的控制核心，通過ADS7843模塊接收觸摸屏上得到的信號(hào)并控制驅(qū)動(dòng)電路作出相應(yīng)的反應(yīng)，通過RS232串行通信發(fā)送到計(jì)算機(jī)上顯示出來。其整體結(jié)構(gòu)框圖如圖3所示。
