四線電阻式觸摸屏控制

　　觸摸屏與內(nèi)置A/D的單片機(jī)接口可以通過4個(gè)三極管或MOS管分別給X、Y方向施加電壓,并通過A/D通道讀取Y、X方向的電壓值來(lái)實(shí)現(xiàn)(見圖3)。對(duì)觸摸屏輸入A/D的數(shù)據(jù)讀取控制可采用定時(shí)查詢方式和中斷方式。

　　20ms定時(shí)查詢方式

　　在觸摸屏不處于觸摸狀態(tài)時(shí)MCU 使V1、V3、V4截止,V2導(dǎo)通(MCU控制口PE2為“1”);一旦出現(xiàn)觸摸動(dòng)作,觸摸屏經(jīng)由V5使PE5=0(觸摸屏電阻相對(duì)R5、R6電阻較小),MCU定時(shí)查詢到“PE5=0”后,立即使V3導(dǎo)通并置PE6=0,在Y方向上形成電流回路,啟動(dòng)MCU A/D轉(zhuǎn)換-ADC1通道,由X+即可讀出Y軸的坐標(biāo)值;同樣MCU關(guān)閉V2、V3 ,打開V1、V4,啟動(dòng)MCU A/D轉(zhuǎn)換—ADC0通道由Y+即可讀出X軸的坐標(biāo)值;X、Y軸坐標(biāo)采樣完畢后使PE6=1,V1、V3、V4截止,V2導(dǎo)通,讀取PE5狀態(tài),若PE5=0,則按鍵未抬起,繼續(xù)采樣并做數(shù)字濾波,若PE5=1,則按鍵抬起響應(yīng)按鍵。

 

　　圖3 四線電阻式觸摸屏與單片機(jī)的接口電路

 

　　圖4 對(duì)A/D的輸入保護(hù)措施

　　中斷方式

　　在觸摸屏不處于觸摸狀態(tài)時(shí)MCU 使V1、V3、V4截止,V2導(dǎo)通(MCU控制口PE2為“1”);一旦出現(xiàn)觸摸動(dòng)作,觸摸屏經(jīng)由V5產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)(PE5),MCU立即使V3導(dǎo)通,在Y方向上形成電流回路,啟動(dòng)MCU A/D轉(zhuǎn)換—ADC1通道,由X+即可讀出Y軸的坐標(biāo)值;同樣MCU關(guān)閉V2、V3,打開V1、V4,啟動(dòng)MCU A/D轉(zhuǎn)換—ADC0通道由Y+即可讀出X軸的坐標(biāo)值;為了減少二極管漏電流對(duì)X、Y軸坐標(biāo)采樣的影響,當(dāng)單片機(jī)接收到中斷信號(hào)進(jìn)入中斷服務(wù)程序后,先置PE6=0得到X、Y坐標(biāo),然后置PE6=1,從中斷服務(wù)程序返回。這樣,在進(jìn)行X、Y軸的坐標(biāo)測(cè)量時(shí),二極管截止,此時(shí)二極管漏電流的影響可以被忽略。

　　定時(shí)查詢時(shí),無(wú)論是否有觸摸輸入,每20ms就需要中斷一次,需要占用CPU較多的時(shí)間,為了提高CPU的利用率,可以采用中斷方式,當(dāng)有觸摸信號(hào)時(shí)才產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。

　　觸摸屏與內(nèi)置A/D的單片機(jī)接口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,成本低,但觸摸屏輸入只能完成一些要求簡(jiǎn)單的輸入控制操作,如菜單式選擇、按鈕式選擇等。若要求進(jìn)行諸如漢字手寫輸入等要求線性、精度等較高的觸摸屏輸入,就需要采用專用的A/D接口。

　　為了防止高能量脈沖信號(hào)通過觸摸屏耦合進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器,從而造成芯片損壞或性能下降,在實(shí)際應(yīng)用中,還需要在觸摸屏的X+、 Y+輸出引線與A/D輸入通道之間加入鉗位

　　二極管和濾波電容,也可以在輸入線上穿入鐵氧體磁環(huán)對(duì)A/D進(jìn)行保護(hù),如圖4所示,這樣脈沖信號(hào)在進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器之前先被濾除,防止了脈沖信號(hào)的振幅超過電源電壓而損壞器件,保護(hù)A/D不受損壞。

　　結(jié)語(yǔ)

　　針對(duì)四線電阻式觸摸屏結(jié)構(gòu)原理,設(shè)計(jì)了觸摸屏與內(nèi)置A/D的單片機(jī)接口,并在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好的效果——采樣準(zhǔn)確、迅速。■