一種自適應(yīng)電阻式觸摸屏控制器的設(shè)計

2．2 壓力電阻阻值的計算與分析
觸摸屏控制器除了向操作系統(tǒng)提供觸點(diǎn)x，y方向坐標(biāo)外，另一項(xiàng)功能是向系統(tǒng)報告抬筆中斷和落筆中斷。在電阻式觸摸屏結(jié)構(gòu)中，觸摸屏的抬筆中斷或落筆中斷，是通過判斷壓力電阻阻值的變化產(chǎn)生的。
壓力值反映了觸摸屏2層導(dǎo)電薄膜之間電阻值RTouch的變化，壓力越大，RTouch就越小，壓力越小，RTouch就越大。計算壓力值，實(shí)際上就是計算觸點(diǎn)位置的RTouch。通過對觸點(diǎn)壓力的計算，系統(tǒng)可以判斷擠壓動作是抬筆動作還是落筆動作。電阻式觸摸屏壓力計算的基本原理分三步，如圖7所示。
(1)X-接地，X+接電源，Y+接ADC得到觸點(diǎn)的X坐標(biāo)；
(2)X-接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z1點(diǎn)的位置Z1；
(3)X-接地，Y+接電源，Y-接ADC得到Z2點(diǎn)的位置Z2。
然后，結(jié)合xy方向的總電阻值就可以求出：

計算出壓力電阻RTouch后，需要同閾值電阻RTup，RTdown(RTdownRTup)進(jìn)行比較，如果RTouch小于RTdown，則認(rèn)為觸摸屏產(chǎn)生落筆動作，如果RTouch大于RTup，則認(rèn)為產(chǎn)生抬筆動作。如果RTdown閾值設(shè)得太小，則需使用很大力量才能觸發(fā)落筆動作，這樣會讓使用者產(chǎn)生寫字費(fèi)力的感覺，同時過度用力擠壓觸摸屏也會減少觸摸屏壽命，破壞觸摸屏物理結(jié)構(gòu)；如果RTup設(shè)的過大，會在畫線過程中產(chǎn)生頻繁抬筆動作，則會讓使用者產(chǎn)生寫字不連續(xù)，無法劃出連續(xù)直線的現(xiàn)象。
2．3 自適應(yīng)的電阻測量方法
由于市場上觸摸屏品牌眾多，各廠家的觸摸屏參數(shù)存在差異，所以觸摸屏x，y方向總電阻RREF會隨著觸摸屏型號的不同發(fā)生變動。對于同一型號觸摸屏，由于制作工藝的問題，RREF也會出現(xiàn)上下浮動。在觸摸屏的壓力電阻計算中，RREF是一項(xiàng)主要的計算參數(shù)，因此在實(shí)際的電子產(chǎn)品開發(fā)中，針對不同觸摸屏，測量并修正觸摸屏x，y方向的總電阻RREF是一項(xiàng)十分重要的工作。但是在產(chǎn)品成型之前，如果對每一個觸摸屏個體進(jìn)行單獨(dú)的RREF測量和記錄是一項(xiàng)耗時并且浪費(fèi)成本的工作。目前業(yè)界通用的做法是每種型號的觸摸屏采用統(tǒng)一的參數(shù)，并不對每個觸摸屏進(jìn)行單獨(dú)的測量。
針對上述問題，為了更加精確地計算壓力電阻，筆者提出了一種計算電阻式觸摸屏RRE的方法。該方法只需要對已封裝在產(chǎn)品中的觸摸屏進(jìn)行簡單的點(diǎn)擊測試，然后結(jié)合軟件算法，即可計算出觸摸屏的RREF。另外，由于該方法和觸摸屏校正采用的點(diǎn)擊方式非常相似，因此該測量過程可以和觸摸屏校正同步完成。所以，該方法可以在沒有消耗時間和成本的前提下，完成對觸摸屏個體的RREF計算與修正，同時具備較好的測量精度。為便于討論，下面僅討論x方向RREF的測算，y方向同理。其基本步驟如下：
(1)在差分模式下，點(diǎn)擊觸摸屏任意一條對角線方向的2個頂角A和B，獲取觸摸屏有效面積內(nèi)x方向上電壓量化值Xmin_d，Xmax_d(量化值為1～256的區(qū)間)。在差分模式下，觸點(diǎn)電壓量化值是觸點(diǎn)處電阻同觸摸屏總電阻的量化值比值，如圖8所示可得到以下關(guān)系。

(2)點(diǎn)擊觸摸屏任意一條對角線方向的2個頂角A和B，獲取單端模式下觸摸屏有效面積內(nèi)x方向上電壓極值的量化值Xmin_s、Xmax_s(量化值為1～256的區(qū)間)。不同于差分模式，單端模式引入了A／D轉(zhuǎn)換電路中MOS場效應(yīng)管開關(guān)。對于芯片廠商而言，MOS場效應(yīng)管參數(shù)和其電壓參數(shù)都是已知的。故在這種情況下，觸點(diǎn)電壓量化值是觸點(diǎn)處電阻同觸摸屏總電阻與MOS管電阻之和的比值。如圖9所示可得到以下關(guān)系。