2 觸摸屏控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)
觸摸屏控制電路整體結(jié)構(gòu)如圖3所示。當(dāng)用觸摸筆觸摸LCD顯示屏?xí)r，觸摸檢測(cè)裝置對(duì)應(yīng)的X、Y軸上會(huì)分別感應(yīng)到一個(gè)信號(hào)，這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)模擬電子開(kāi)關(guān)，然后經(jīng)兩級(jí)放大、濾波，將得到的信號(hào)分兩路處理，一路是電壓整流，另一路是頻率檢測(cè)電路;得到的數(shù)據(jù)通過(guò)MCU HT46RB70計(jì)算，判斷出觸摸屏的位置及觸摸的方式，再由MCU將觸摸信號(hào)發(fā)送到計(jì)算機(jī)，最終實(shí)現(xiàn)觸摸輸入。整個(gè)觸摸屏控制電路的時(shí)序都是由單片機(jī)控制的，其他模塊的電路見(jiàn)后面的詳細(xì)介紹。
圖3 觸摸屏控制電路整體結(jié)構(gòu)
2.1 模擬電子開(kāi)關(guān)電路
模擬電子開(kāi)關(guān)電路如圖4所示，該電路的功能是驅(qū)動(dòng)觸摸屏檢測(cè)裝置，將觸摸信號(hào)傳送到信號(hào)處理電路。其電路主要是由CD4051組成，CD4051是一個(gè)8通道數(shù)字控制模擬開(kāi)關(guān)，該芯片有3位二進(jìn)制控制輸入端A、B、C 和一個(gè)使能輸入端INH,以及8個(gè)信號(hào)輸入端和1個(gè)公共輸出端。當(dāng)INH輸入端為高電平時(shí)，所有通道截止;當(dāng)INH為低電平時(shí)，單片機(jī)通過(guò)3位二進(jìn)制信號(hào)A、B、C選通一個(gè)通道的輸入信號(hào)，從公共輸出端OUT輸出，經(jīng)過(guò)兩級(jí)放大電路及濾波電路后，將觸摸信號(hào)分別發(fā)送到頻率檢測(cè)電路和電壓整流電路的TOUCH_SIN端。圖4中AX、BX、CX是X軸方向上電子開(kāi)關(guān)的控制輸入端，A0~A4是X軸方向上的電子開(kāi)關(guān)的使能端，X00~X34與觸摸屏檢測(cè)裝置X軸接口相連接，由于一個(gè)CD4051芯片只有8個(gè)
通道的數(shù)字模擬開(kāi)關(guān)，不能滿足電感線圈數(shù)量的需求，故這里設(shè)計(jì)了由5個(gè)CD4051(U1~U5)組成的X軸方向上的模擬電子開(kāi)關(guān)電路。同理可設(shè)計(jì)Y軸方向上模擬電子電路。AY、BY、CY為控制輸入端，B0~B3作為使能端，Y軸由4個(gè)CD4051(U6~U9)組成，圖中Y00~Y29與觸摸屏檢測(cè)裝置Y軸接口相連接。
圖4 模擬電子開(kāi)關(guān)電路
2.2 觸摸信號(hào)頻率檢測(cè)電路
觸摸信號(hào)的頻率是由觸摸筆發(fā)出，觸摸筆上有兩個(gè)按鍵，按下這兩個(gè)按鍵可以輸出兩個(gè)不同頻率的信號(hào)，分別為k1、k2.觸摸筆的作用相當(dāng)于鼠標(biāo)，當(dāng)觸摸筆輸出一次k1頻率時(shí)相當(dāng)于點(diǎn)擊一下鼠標(biāo)左鍵，輸出一次k2頻率相當(dāng)于點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵。當(dāng)觸摸筆筆尖與LCD距離≤3~5 cm時(shí)，觸摸檢測(cè)裝置可感應(yīng)到觸摸信號(hào)，這時(shí)光標(biāo)隨著觸摸筆在LCD上移動(dòng)。觸摸信號(hào)頻率電感器工廠檢測(cè)精度的高低是觸摸屏是否穩(wěn)定的關(guān)鍵因素。頻率檢測(cè)電路及仿真結(jié)果如圖5、圖6所示，TOUCH_SIN端為觸摸信號(hào)輸入端，通過(guò)施密特觸發(fā)器，然后信號(hào)從FRE端發(fā)送到單片機(jī)，進(jìn)行運(yùn)算處理，計(jì)算出觸摸信號(hào)的功率電感生產(chǎn)廠頻率。利用Multisim軟件平臺(tái)建立出頻率檢測(cè)電路仿真模型，從仿真結(jié)果中可以看到，經(jīng)過(guò)處理后的觸摸信號(hào)轉(zhuǎn)換為具有相同周期T的方波信號(hào)，將方波信號(hào)傳送到微處理器，微處理器在t時(shí)間里計(jì)算出方波的個(gè)數(shù)n,則信號(hào)的周期T=t/n,頻率f=1/T,由此確定觸摸一體電感器工廠信號(hào)的頻率。
圖5 頻率檢測(cè)電路
