四線電阻式觸摸屏控制(05-100)

　　四線電阻式觸摸屏控制

　　觸摸屏與內置A/D的單片機接口可以通過4個三極管或MOS管分別給X、Y方向施加電壓,并通過A/D通道讀取Y、X方向的電壓值來實現(見圖3)。對觸摸屏輸入A/D的數據讀取控制可采用定時查詢方式和中斷方式。

　　20ms定時查詢方式

　　在觸摸屏不處于觸摸狀態時MCU 使V1、V3、V4截止,V2導通(MCU控制口PE2為“1”);一旦出現觸摸動作,觸摸屏經由V5使PE5=0(觸摸屏電阻相對R5、R6電阻較小),MCU定時查詢到“PE5=0”后,立即使V3導通并置PE6=0,在Y方向上形成電流回路,啟動MCU A/D轉換-ADC1通道,由X+即可讀出Y軸的坐標值;同樣MCU關閉V2、V3 ,打開V1、V4,啟動MCU A/D轉換—ADC0通道由Y+即可讀出X軸的坐標值;X、Y軸坐標采樣完畢后使PE6=1,V1、V3、V4截止,V2導通,讀取PE5狀態,若PE5=0,則按鍵未抬起,繼續采樣并做數字濾波,若PE5=1,則按鍵抬起響應按鍵。

 

　　圖3 四線電阻式觸摸屏與單片機的接口電路

 

　　圖4 對A/D的輸入保護措施

　　中斷方式

　　在觸摸屏不處于觸摸狀態時MCU 使V1、V3、V4截止,V2導通(MCU控制口PE2為“1”);一旦出現觸摸動作,觸摸屏經由V5產生一個中斷信號(PE5),MCU立即使V3導通,在Y方向上形成電流回路,啟動MCU A/D轉換—ADC1通道,由X+即可讀出Y軸的坐標值;同樣MCU關閉V2、V3,打開V1、V4,啟動MCU A/D轉換—ADC0通道由Y+即可讀出X軸的坐標值;為了減少二極管漏電流對X、Y軸坐標采樣的影響,當單片機接收到中斷信號進入中斷服務程序后,先置PE6=0得到X、Y坐標,然后置PE6=1,從中斷服務程序返回。這樣,在進行X、Y軸的坐標測量時,二極管截止,此時二極管漏電流的影響可以被忽略。

　　定時查詢時,無論是否有觸摸輸入,每20ms就需要中斷一次,需要占用CPU較多的時間,為了提高CPU的利用率,可以采用中斷方式,當有觸摸信號時才產生中斷請求。

　　觸摸屏與內置A/D的單片機接口設計簡單,成本低,但觸摸屏輸入只能完成一些要求簡單的輸入控制操作,如菜單式選擇、按鈕式選擇等。若要求進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通過觸摸屏耦合進入A/D轉換器,從而造成芯片損壞或性能下降,在實際應用中,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對A/D進行保護,如圖4所示,這樣脈沖信號在進入A/D轉換器之前先被濾除,防止了脈沖信號的振幅超過電源電壓而損壞器件,保護A/D不受損壞。

　　結語

　　針對四線電阻式觸摸屏結構原理,設計了觸摸屏與內置A/D的單片機接口,并在實際應用中取得了良好的效果——采樣準確、迅速。■