四线电阻式触摸屏控制(05-100)

　　四线电阻式触摸屏控制

　　触摸屏与内置A/D的单片机接口可以通过4个三极管或MOS管分别给X、Y方向施加电压,并通过A/D通道读取Y、X方向的电压值来实现(见图3)。对触摸屏输入A/D的数据读取控制可采用定时查询方式和中断方式。

　　20ms定时查询方式

　　在触摸屏不处于触摸状态时MCU 使V1、V3、V4截止,V2导通(MCU控制口PE2为“1”);一旦出现触摸动作,触摸屏经由V5使PE5=0(触摸屏电阻相对R5、R6电阻较小),MCU定时查询到“PE5=0”后,立即使V3导通并置PE6=0,在Y方向上形成电流回路,启动MCU A/D转换-ADC1通道,由X+即可读出Y轴的坐标值;同样MCU关闭V2、V3 ,打开V1、V4,启动MCU A/D转换—ADC0通道由Y+即可读出X轴的坐标值;X、Y轴坐标采样完毕后使PE6=1,V1、V3、V4截止,V2导通,读取PE5状态,若PE5=0,则按键未抬起,继续采样并做数字滤波,若PE5=1,则按键抬起响应按键。

 

　　图3 四线电阻式触摸屏与单片机的接口电路

 

　　图4 对A/D的输入保护措施

　　中断方式

　　在触摸屏不处于触摸状态时MCU 使V1、V3、V4截止,V2导通(MCU控制口PE2为“1”);一旦出现触摸动作,触摸屏经由V5产生一个中断信号(PE5),MCU立即使V3导通,在Y方向上形成电流回路,启动MCU A/D转换—ADC1通道,由X+即可读出Y轴的坐标值;同样MCU关闭V2、V3,打开V1、V4,启动MCU A/D转换—ADC0通道由Y+即可读出X轴的坐标值;为了减少二极管漏电流对X、Y轴坐标采样的影响,当单片机接收到中断信号进入中断服务程序后,先置PE6=0得到X、Y坐标,然后置PE6=1,从中断服务程序返回。这样,在进行X、Y轴的坐标测量时,二极管截止,此时二极管漏电流的影响可以被忽略。

　　定时查询时,无论是否有触摸输入,每20ms就需要中断一次,需要占用CPU较多的时间,为了提高CPU的利用率,可以采用中断方式,当有触摸信号时才产生中断请求。

　　触摸屏与内置A/D的单片机接口设计简单,成本低,但触摸屏输入只能完成一些要求简单的输入控制操作,如菜单式选择、按钮式选择等。若要求进行诸如汉字手写输入等要求线性、精度等较高的触摸屏输入,就需要采用专用的A/D接口。

　　为了防止高能量脉冲信号通过触摸屏耦合进入A/D转换器,从而造成芯片损坏或性能下降,在实际应用中,还需要在触摸屏的X+、 Y+输出引线与A/D输入通道之间加入钳位

　　二极管和滤波电容,也可以在输入线上穿入铁氧体磁环对A/D进行保护,如图4所示,这样脉冲信号在进入A/D转换器之前先被滤除,防止了脉冲信号的振幅超过电源电压而损坏器件,保护A/D不受损坏。

　　结语

　　针对四线电阻式触摸屏结构原理,设计了触摸屏与内置A/D的单片机接口,并在实际应用中取得了良好的效果——采样准确、迅速。■