觸摸屏的應(yīng)用與工作原理
典型觸摸屏的工作部分一般由三部分組成,如圖1所示:兩層透明的阻性導(dǎo)體層、兩層導(dǎo)體之間的隔離層、電極。阻性導(dǎo)體層選用阻性材料,如銦錫氧化物(ITO)涂在襯底上構(gòu)成,上層襯底用塑料,下層襯底用玻璃。隔離層為粘性絕緣液體材料,如聚脂薄膜。電極選用導(dǎo)電性能極好的材料(如銀粉墨)構(gòu)成,其導(dǎo)電性能大約為ITO的1000倍。
觸摸屏工作時,上下導(dǎo)體層相當(dāng)于電阻網(wǎng)絡(luò),如圖2所示。當(dāng)某一層電極加上電壓時,會在該網(wǎng)絡(luò)上形成電壓梯度。如有外力使得上下兩層在某一點接觸,則在電極未加電壓的另一層可以測得接觸點處的電壓,從而知道接觸點處的坐標(biāo)。比如,在頂層的電極(X+,X-)上加上電壓,則在頂層導(dǎo)體層上形成電壓梯度,當(dāng)有外力使得上下兩層在某一點接觸,在底層就可以測得接觸點處的電壓,再根據(jù)該電壓與電極(X+)之間的距離關(guān)系,知道該處的X坐標(biāo)。然后,將電壓切換到底層電極(Y+,Y-)上,并在頂層測量接觸點處的電壓,從而知道Y坐標(biāo)。
2 觸摸屏的控制實現(xiàn)
現(xiàn)在很多PDA應(yīng)用中,將觸摸屏作為一個輸入設(shè)備,對觸摸屏的控制也有專門的芯片。很顯然,觸摸屏的控制芯片要完成兩件事情:其一,是完成電極電壓的切換;其二,是采集接觸點處的電壓值(即A/D)。本文以BB (Burr-Brown)公司生產(chǎn)的芯片ADS7843為例,介紹觸摸屏控制的實現(xiàn)。
2.1 ADS7843的基本特性與典型應(yīng)用
ADS7843是一個內(nèi)置12位模數(shù)轉(zhuǎn)換、低導(dǎo)通電阻模擬開關(guān)的串行接口芯片。供電電壓2.7~5 V,參考電壓VREF為1 V~+VCC,轉(zhuǎn)換電壓的輸入范圍為0~ VREF,最高轉(zhuǎn)換速率為125 kHz。ADS7843的引腳配置如圖3所示。表1為引腳功能說明,圖4為典型應(yīng)用。
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