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四线电阻式触摸屏接口技术


四线制电阻触摸屏
测量X坐标时: 1)在X+,X-两电极加上一个电压Vref,Y+接一个高阻抗的ADC。 2)两电极间的电场呈均匀分布,方向为X+到X-。
3)手触摸时,两个导电层在触摸点接触,触摸点X层的电位被导至
Y层所接的ADC,得到电压Vx。 4)通过Lx/L=Vx/Vref,即可得到x点的坐标。 Y轴的坐标可同理将Y+,Y-接上电压Vref,然后X+电极接高阻抗 ADC得到。
四线电阻式触摸屏设计流程
(3).显示模块的设计:
port( clk : in std_logic; reset:in std_logic; XSH_CS: in std_logic; xx: in std_logic; yy: in std_logic; Inp: in std_logic;_vector(13downto 0) Dout: out std_logic;_vector(13downto 0) Sout:out std_logic;_vector(13downto 0)
四线电阻式触摸屏应用实例 硬件构成部分
• 硬件构成: • (1).触摸屏。采用8.4寸四线电阻式触摸屏。 • (2).触摸屏控制器。接收触摸信息,经过A/D转换 成为触点坐标发送给FPGA,起到接收输入信号与 A/D转换的作用。控制芯片为ADS7843四线电阻式 触摸屏转换接口芯片。 • (3).FPGA。控制触摸屏控制器,然后将接收的坐 标数值经过处理后输出。 • (4).数码显示器。根据FPGA的指示,完成最后的 数值显示功能。
电阻式触摸屏应用实例 四线电阻屏
工作原理:电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面 相匹配的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层, 表面涂有一层透明的导电层,上面再盖有一层外表面硬化 处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层透明导 电层,在两层导电层之间有许多细小 (小于千分之一英寸) 的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指触摸屏幕时,平常 相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触,因 其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场,使得侦测 层的电压由零变为非零,这种接通状态被控制器侦测到后, 进行A/D转换,并将得到的电压值与5V相比即可得到触 摸点的Y轴坐标,同理得出X轴的坐标。
表面声波触摸屏
简单介绍: 表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃 平板,安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。玻璃 屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器, 右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则 刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。
引言
• 信息网络技术的飞速发展,极大地推动了 触摸屏技术的发展和创新。触摸屏主要应 用在公共信息的查询、办公、工业控制、 军事指挥、信息浏览、电视传媒、多媒体 教学、移动通信等多方面。 • 触摸屏输入使得人机互交仅仅依靠手指触 摸完成操作,操作简便直观,从而将大大 方便了那些不懂电脑操作的用户。
触摸屏定义
触摸屏分类
矩阵式触摸屏(数字屏)
4线电阻式触摸屏
• 电阻式触摸屏
类比式触摸屏(模拟屏)
5线电阻式触摸屏 6线电阻式触摸屏 7线电阻式触摸屏
• 电容式触摸屏 • 表面声波式触摸屏 • 红外线式触摸屏
8线电阻式触摸屏
电阻式触摸屏
简单介绍:简单基层是玻璃或有机玻璃构成的,最上面是一 层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的塑料层,中间是两层 金属导电层,分别在基层之上和塑料层内表面,在两导电层 之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开。当手指触摸屏幕 时,两导电层在触摸点处接触。
触摸屏基本工作原理
• 触摸屏系统一般包括两个部分:触摸检测 装置和触摸屏控制器。触摸检测装置安装 在显示器的显示表面,用于检测用户的接 触位置,再将该处的信息传送给触摸屏控 制器。触摸屏控制器的主要作用是接收来 自触摸点检测装置的触摸信息,并将它转 换成触点坐标,判断出触摸的意义后送给 PLC,同时能接收PLC发来的命令并执行。
触摸屏系统的构成
•主要有5部分构成: (1).前面板或外框。前面板或外框是终端产品的最表层。 (2).触摸屏控制器。触摸控制器接收来自触摸传感器的信息,并将其转化 成PC或嵌入式系统控制器能够理解的信息。 (3).触摸传感器。触摸传感器是一个带有触摸响应表面的透明玻璃板。 (4).显示器。绝大多数的触摸屏都可以用于传统的显示器上。 (5).系统软件。告诉产品的操作系统如何解析来自触摸屏控制器的触摸信息
四线电阻式触摸屏设计流程
• 硬件连接图如下:
四线电阻式触摸屏设计流程
• 设计流程: • 按下触摸屏时,工作在中断模式下的 ADS7843芯片检测到有输入信号并发出中断 信号,然后FPGA检测PENIRP是否为低电平, 若为低电平则认为按下触摸屏了。利用I/O接 口模拟DIN,DOUT和DCLK上的3线串行传输 时序,然后将读取X或Y轴坐标数值的控制字 送入ADS7843,再串行读出坐标值。最后经 过FPGA处理后在数码显示器上显示相应的 信息。
四线制电阻触摸屏
四线电阻式触摸屏的应用性能: (1).耐用性不够,长时间的触按施压会使器件损坏。因为 每次触按,上层的PET和ITO都会发生形变,而ITO材质较 脆,在形变经常发生时容易损坏。一旦ITO层断裂,导电的 均匀性也就被破坏,上面推导坐标时的比例等效性也就不再 存在,因此四线电阻触摸屏的寿命不长。 (2).四线式的触控面板因成本及技术层面较为成熟等因素, 几乎是所有触控面板业者最基本的生产规格,适用于有固定 用户的公共场所,如工业控制现场、办公室、家庭等。 因此,以电阻式的技术来说,四线式的规格约占了50%以上 的市场占有率。
• 触控屏又称为触控面板,是可接收触摸等 输入信号的感应式显示装置。当接触了屏 幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系 统可根据预先编程的应用程序来完成各种 操作功能。用户利用这种技术,逐步摆脱 了键盘和鼠标操作。
触摸屏的发展历程
•1971年,美国Sam Hurst博士发明了世界上第一个触摸传感器。 •1982年,Knoxville公司在世界交易会上的美国馆,第一次展出了33台使用 新式透明触摸敏感控制板的电视机。 •1991年,触摸屏进入中国,当时只是代理国外的红外式和电容式触摸屏产品。 •1996年,中国诞生了第一台自主研发的触摸自助一体机。 •2007年3月:LG推出Prada(KE850)多点触摸手机 --电容式触摸屏,无需压力 --精度好,无需校准 --屏幕强度高,不易损坏 •2007年6月:苹果推出iPhone电容式全屏多点触摸手机 --免触笔无按键全屏触摸令世人惊艳 --进入从单点到多点触摸的新时代 近期,微软正式推出的Windows 7带起PC市场多点触摸的需求,并联合多家PC 业者推出多点触摸台式计算机及笔记本电脑。
电容式触摸屏
简单介绍: 利用人体电流感应进行工作的。电容式触摸屏是一
块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO,最外 层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引 出四个电极,内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。当手指触 摸在金属层上时,由于人体电场,用户和触摸屏表面形成一个耦 合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触 点吸走一个很小的电流。这个电流从触摸屏的四角上的电极中流 出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控 制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。
……………
说明:xx,yy决定输出信号是显示x数值或是y数值;inp为控制模块输出的数据; dout输出最终结果;sout决定数码显示管的显示位码。


红外式触摸屏
简单介绍: 红外式触摸屏以光束阻断技术为基本原 理,结构非常简单,在屏幕前框架的左边(Y轴)和 下边(X轴)分别装有红外发射管,各自的对边又装 有对应的接收管,进而形成一个横竖交叉的红外线 网。管的排列密度与其分辨率有关。工作时在屏幕 前形成纵横交叉的红外线矩阵,只有有物体触摸屏 上任何一点时,便会阻挡该位置的红外线,控制器 即时算出触摸点的位置坐标。
四线电阻式触摸屏系统流程图
ADS7843的基本特性
ADS7843是一个内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片。
四线电阻式触摸屏电路原理图
四线电阻式触摸屏控制功能的实现
• 控制模块的实现:
(1).定义模块的管脚 port( RESET : in std_logic; clk : in std_logic; pen : in std_logic; …………… ) (2).控制电路的几个重要语句: If rising_edge(TS_DCLK) then Timing_Count<=Timing_Count+1; //设置计数器 …………… If Timing_Count(4 downto 0)<24 and pen=0 then TS_CS<=0 else TS_CS<=1; end if; //设置片选 ……………
四线制电阻触摸屏
四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电 压:一个竖直方向,一个水平方向。硬度处理,以减少擦伤、刮伤,并经过防化学处理。 (3).具有光面及雾面处理。 (4).一次校正,稳定性高,用不漂移。
四线电阻式触摸屏设计流程
• 设计流程: • 按下触摸屏时,工作在中断模式下的 ADS7843芯片检测到有输入信号并发出中断 信号,然后FPGA检测PENIRP是否为低电平, 若为低电平则认为按下触摸屏了。利用I/O接 口模拟DIN,DOUT和DCLK上的3线串行传输 时序,然后将读取X或Y轴坐标数值的控制字 送入ADS7843,再串行读出坐标值。最后经 过FPGA处理后在数码显示器上显示相应的 信息。
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