紅外觸摸屏的原理簡(jiǎn)述-文庫(kù)吧
2025-07-21 15:29 本頁(yè)面
【正文】 S422的最大傳輸距離為4000英尺(約1219米)，最大傳輸速率為10Mb/s。本文中采用芯片Max3490作為RS422的串行接口芯片。，傳輸速率可達(dá)到10M bps的RS422發(fā)送接收器。它的引腳定義及應(yīng)用電路如下圖所示：微處理器芯片中具有11個(gè)不同功能的寄存器。這些寄存器用來(lái)實(shí)現(xiàn)串口上數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送，它的基本功能框圖如下JTAG調(diào)試部分是由第20腳，第24腳，第52腳，第56腳，第60腳，第64腳來(lái)成。它們分別是TRST,TDI,TMS，TCK，TDO，RTCK。其中信號(hào)TRST作為輸入，用來(lái)測(cè)試復(fù)位；信號(hào)TDI作為輸入，用來(lái)測(cè)試數(shù)據(jù)的輸入；信號(hào)TMS作為輸入，用來(lái)測(cè)試模式的選擇。信號(hào)TCK作為輸入，用來(lái)測(cè)試時(shí)鐘；信號(hào)TDO作為輸出，用來(lái)測(cè)試數(shù)據(jù)的輸出；信號(hào)RTCK作為輸出，是返回的測(cè)試時(shí)鐘。其電路原理圖如下：紅外發(fā)射電路：本論文中紅外觸摸屏采用逐一點(diǎn)亮紅外發(fā)射管的工作方式，整個(gè)紅外發(fā)射電路是通過(guò)每片74HC595掃描8支紅外發(fā)射管來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中紅外發(fā)射管選用EVERL1GHT公司的發(fā)射管，其電路實(shí)現(xiàn)如下所示：由于紅外發(fā)射管采用5V電壓供電，而74HC595輸出的高電平也為5V,這樣在驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管時(shí)就必須加限流電阻，以免造成芯片引腳被損壞。而發(fā)射管電性曲線圖（正向電壓一正向電流）可知，電流在10100mA間變化，因此對(duì)于10~100mA的驅(qū)動(dòng)電流，限流電阻阻值可估算出來(lái)。74HC595是一個(gè)可以實(shí)現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的串入串出或串入并出的移位鎖存器。它具有移位時(shí)鐘(SHCP)和存儲(chǔ)時(shí)鐘(STCP)，都是上升沿有效。其時(shí)序如圖下所示：微處理器主要是控制這兩個(gè)時(shí)鐘以及數(shù)據(jù)輸入端(DS)。通過(guò)數(shù)據(jù)輸入端將一個(gè)脈沖寫(xiě)入移位寄存器，在移位時(shí)鐘的上升沿可將寫(xiě)入的數(shù)據(jù)移入寄存器，并在存儲(chǔ)時(shí)鐘的上升沿將數(shù)據(jù)置入內(nèi)部鎖存器中。利用這樣的特點(diǎn)，在移位時(shí)鐘的上升沿可實(shí)現(xiàn)將輸入的脈沖移至發(fā)射管，在存儲(chǔ)時(shí)鐘的上升沿點(diǎn)亮發(fā)射管。輸入的脈沖會(huì)隨移位時(shí)鐘上升沿的到來(lái)不斷的移位一直到從輸出端移出。將第一個(gè)的移位鎖存器的輸出端與下一級(jí)的輸入端相連，可將前級(jí)的脈沖移入到下一級(jí)中。因此，可實(shí)現(xiàn)移位鎖存器的級(jí)聯(lián)，同時(shí)微處理器實(shí)現(xiàn)了對(duì)更多的發(fā)射管的驅(qū)動(dòng)，結(jié)合以上特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)將發(fā)射管逐個(gè)點(diǎn)亮。整個(gè)紅外發(fā)射電路的掃描過(guò)程如下圖所示：其中變量Count為被掃描的紅外發(fā)射管的個(gè)數(shù)。由于是一行掃描過(guò)去的，所以當(dāng)一支紅外發(fā)射管被點(diǎn)亮后Count自加。當(dāng)所有的紅外發(fā)射管被逐一點(diǎn)亮后Count應(yīng)該等于紅外發(fā)射管的總數(shù)。當(dāng)不等于165時(shí)說(shuō)明掃描過(guò)程還沒(méi)有結(jié)束，所以被置入的脈沖繼續(xù)在移位時(shí)鐘和存儲(chǔ)時(shí)鐘作用下掃描下一支紅外發(fā)射管。由于未上電前芯片的內(nèi)部狀態(tài)是隨機(jī)的，所以剛一上電后所有的紅外發(fā)射管并不是理想的“0”態(tài)，會(huì)出現(xiàn)很多支紅外發(fā)射管同時(shí)被點(diǎn)亮。這種狀態(tài)造成紅外發(fā)射管的電流過(guò)大，整個(gè)系統(tǒng)中的驅(qū)動(dòng)電壓被嚴(yán)重拉下來(lái)，使得微處理器芯片不能正常的工作。所以必須采用大電流的電源輸入，在上電后對(duì)紅外發(fā)射電路進(jìn)行清零處理。通過(guò)這樣的處理使得芯片可以正常工作。只需要向數(shù)據(jù)端DS寫(xiě)入0,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外發(fā)射電路進(jìn)行清零處理。紅外接收電路:在紅外觸摸屏中紅外接收電路至關(guān)重要，它完成了相對(duì)應(yīng)的紅外發(fā)射管的光強(qiáng)信號(hào)的采集，得到了判斷是否被觸摸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本論文中的紅外接收電路是通過(guò)芯片ADS7830來(lái)實(shí)現(xiàn)的，電路原理如下圖所示：（只列出四組接收）紅外接收管選用EVERLIGHT（億光）公司的光敏三極管。它是一種快速響應(yīng)，高靈敏度的光電二極管，具有高速、高靈敏度的NPN型外延平而，響應(yīng)波長(zhǎng)為980nm。ADS7830是一個(gè)帶有I2C接口的8路采樣通道的8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器。它的采樣速率可以達(dá)到70kHz。既可以4對(duì)差分輸入，也可以8路單獨(dú)輸入。支持標(biāo)準(zhǔn)、快速、高速二種I2C工作模式。它的結(jié)構(gòu)如下圖：I2C總線是雙向傳輸?shù)目偩€，在傳送數(shù)據(jù)過(guò)程中共有四種類型信號(hào)，它們分別是:開(kāi)始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)、應(yīng)答信號(hào)和位傳送信號(hào)1)開(kāi)始信號(hào):SCL為髙電平時(shí)，SDA山髙電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。2)結(jié)束信號(hào):SCL為髙電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。3)應(yīng)答信號(hào):接收數(shù)據(jù)的從器件在接收到8Bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的主器件發(fā)出特定的低電平脈沖，表示巳收到數(shù)據(jù)。主器件向受控單元發(fā)出一個(gè)信號(hào)后，等待受控單元發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，從器件接收到應(yīng)答信號(hào)后，根據(jù)情況做出判斷是否要繼續(xù)傳遞信號(hào)。若未收到應(yīng)答信號(hào)，則判斷為受控單兀出現(xiàn)問(wèn)題。4)位傳送信號(hào):在I2C總線啟動(dòng)后或應(yīng)答信號(hào)后的第1個(gè)
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