许多LCD模块都选用了电阻式接触屏,这些接触屏等效于将物理方位转换为代表X、Y坐标的电压值的传感器。一般有4线、5线、7线和8线接触屏来完成,本文具体介绍了SAR结构、四种接触屏原理和结构,以及检测接触的办法。
接触屏原理
接触屏包括上下叠合的两个通明层,四线和八线接触屏由两层具有相同外表电阻的通明阻性资料组成,五线和七线接触屏由一个阻性层和一个导电层组成,一般还要用一种弹性资料来将两层离隔。当接触屏外表遭到的压力(如经过笔尖或手指进行按压)足够大时,顶层与底层之间会发作接触。一切的电阻式接触屏都选用分压器原理来发作代表X坐标和Y坐标的电压。如图3所示,分压器是经过将两个电阻进行串联来完成的。上面的电阻(R1)衔接正参阅电压(VREF),下面的电阻(R2)接地。两个电阻衔接点处的电压丈量值与下面那个电阻的阻值成正比。
图3 分压器经过两个电阻进行串联完成
为了在电阻式接触屏上的特定方向丈量一个坐标,需求对一个阻性层进行偏置:将它的一边接VREF,另一边接地。一起,将未偏置的那一层衔接到一个ADC的高阻抗输入端。当接触屏上的压力足够大,使两层之间发作接触时,电阻性外表被分隔为两个电阻。它们的阻值与接触点到偏置边际的间隔成正比。接触点与接地边之间的电阻相当于分压器中下面的那个电阻。因而,在未偏置层上测得的电压与接触点到接地边之间的间隔成正比。
四线接触屏
四线接触屏包括两个阻性层。其间一层在屏幕的左右边际各有一条笔直总线,另一层在屏幕的底部和顶部各有一条水平总线,见图4。为了在X轴方向进行丈量,将左边总线偏置为0V,右侧总线偏置为VREF。将顶部或底部总线衔接到ADC,当顶层和底层相接触时即可作一次丈量。
图4 四线接触屏的两个阻性层
为了在Y轴方向进行丈量,将顶部总线偏置为VREF,底部总线偏置为0V。将ADC输入端接左边总线或右侧总线,当顶层与底层相接触时即可对电压进行丈量。图5显现了四线接触屏在两层相接触时的简化模型。关于四线接触屏,最理想的衔接办法是将偏置为VREF的总线接ADC的正参阅输入端,并将设置为0V的总线接ADC的负参阅输入端。
五线接触屏
五线接触屏使用了一个阻性层和一个导电层。导电层有一个触点,一般在其一侧的边际。阻性层的四个角上各有一个触点。为了在X轴方向进行丈量,将左上角和左下角偏置到VREF,右上角和右下角接地。因为左、右角为同一电压,其效果与衔接左右侧的总线差不多,类似于四线接触屏中选用的办法。
为了沿Y轴方向进行丈量,将左上角和右上角偏置为VREF,左下角和右下角偏置为0V。因为上、下角分别为同一电压,其效果与衔接顶部和底部边际的总线大致相同,类似于在四线接触屏中选用的办法。这种丈量算法的长处在于它使左上角和右下角的电压坚持不变;但假如选用栅格坐标,X轴和Y轴需求反向。关于五线接触屏,最佳的衔接办法是将左上角(偏置为VREF)接ADC的正参阅输入端,将左下角(偏置为0V)接ADC的负参阅输入端。
七线接触屏
七线接触屏的完成办法除了在左上角和右下角各添加一根线之外,与五线接触屏相同。履行屏幕丈量时,将左上角的一根线连到VREF,另一根线接SAR ADC的正参阅端。一起,右下角的一根线接0V,另一根线衔接SAR ADC的负参阅端。导电层仍用来丈量分压器的电压。
八线接触屏
除了在每条总线上各添加一根线之外,八线接触屏的完成办法与四线接触屏相同。关于VREF总线,将一根线用来衔接VREF,另一根线作为SAR ADC的数模转换器的正参阅输入。关于0V总线,将一根线用来衔接0V,另一根线作为SAR ADC的数模转换器的负参阅输入。未偏置层上的四根线中,任何一根都可用来丈量分压器的电压。
检测有无接触
一切的接触屏都能检测到是否有接触发作,其办法是用一个弱上拉电阻将其间一层上拉,而用一个强下拉电阻来将另一层下拉。假如上拉层的丈量电压大于某个逻辑阈值,就标明没有接触,反之则有接触。这种办法存在的问题在于接触屏是一个巨大的电容器,此外还或许需求添加接触屏引线的电容,以便滤除LCD引进的噪声。弱上拉电阻与大电容器相连会使上升时间变长,或许导致检测到虚伪的接触。
四线和八线接触屏能够丈量出接触电阻,即图5中的RTOUCH。RTOUCH与接触压力近似成正比。要丈量接触压力,需求知道接触屏中一层或两层的电阻。图6中的公式给出了核算办法。需求留意的是,假如Z1的丈量值挨近或等于0(在丈量过程中当接触点接近接地的X总线时),核算将呈现一些问题,经过选用弱上拉办法能够有用改进这个问题。
图5 RTOUCH
图6 接触屏电阻核算办法