紅外觸摸屏的原理簡述-文庫吧
2025-07-21 15:29 本頁面
【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個不同功能的寄存器。這些寄存器用來實現(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腳來成。它們分別是TRST,TDI,TMS，TCK，TDO，RTCK。其中信號TRST作為輸入，用來測試復(fù)位；信號TDI作為輸入，用來測試數(shù)據(jù)的輸入；信號TMS作為輸入，用來測試模式的選擇。信號TCK作為輸入，用來測試時鐘；信號TDO作為輸出，用來測試數(shù)據(jù)的輸出；信號RTCK作為輸出，是返回的測試時鐘。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亮紅外發(fā)射管的工作方式，整個紅外發(fā)射電路是通過每片74HC595掃描8支紅外發(fā)射管來實現(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)動紅外發(fā)射管時就必須加限流電阻，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，因此對于10~100mA的驅(qū)動電流，限流電阻阻值可估算出來。74HC595是一個可以實現(xiàn)8位數(shù)據(jù)的串入串出或串入并出的移位鎖存器。它具有移位時鐘(SHCP)和存儲時鐘(STCP)，都是上升沿有效。其時序如圖下所示：微處理器主要是控制這兩個時鐘以及數(shù)據(jù)輸入端(DS)。通過數(shù)據(jù)輸入端將一個脈沖寫入移位寄存器，在移位時鐘的上升沿可將寫入的數(shù)據(jù)移入寄存器，并在存儲時鐘的上升沿將數(shù)據(jù)置入內(nèi)部鎖存器中。利用這樣的特點，在移位時鐘的上升沿可實現(xiàn)將輸入的脈沖移至發(fā)射管，在存儲時鐘的上升沿點亮發(fā)射管。輸入的脈沖會隨移位時鐘上升沿的到來不斷的移位一直到從輸出端移出。將第一個的移位鎖存器的輸出端與下一級的輸入端相連，可將前級的脈沖移入到下一級中。因此，可實現(xiàn)移位鎖存器的級聯(lián)，同時微處理器實現(xiàn)了對更多的發(fā)射管的驅(qū)動，結(jié)合以上特點，可以實現(xiàn)將發(fā)射管逐個點亮。整個紅外發(fā)射電路的掃描過程如下圖所示：其中變量Count為被掃描的紅外發(fā)射管的個數(shù)。由于是一行掃描過去的，所以當(dāng)一支紅外發(fā)射管被點亮后Count自加。當(dāng)所有的紅外發(fā)射管被逐一點亮后Count應(yīng)該等于紅外發(fā)射管的總數(shù)。當(dāng)不等于165時說明掃描過程還沒有結(jié)束，所以被置入的脈沖繼續(xù)在移位時鐘和存儲時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)，會出現(xiàn)很多支紅外發(fā)射管同時被點亮。這種狀態(tài)造成紅外發(fā)射管的電流過大，整個系統(tǒng)中的驅(qū)動電壓被嚴(yán)重拉下來，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，在上電后對紅外發(fā)射電路進行清零處理。通過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寫入0,即可實現(xiàn)對紅外發(fā)射電路進行清零處理。紅外接收電路:在紅外觸摸屏中紅外接收電路至關(guān)重要，它完成了相對應(yīng)的紅外發(fā)射管的光強信號的采集，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芯片ADS7830來實現(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)波長為980nm。ADS7830是一個帶有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到70kHz。既可以4對差分輸入，也可以8路單獨輸入。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)過程中共有四種類型信號，它們分別是:開始信號、結(jié)束信號、應(yīng)答信號和位傳送信號1)開始信號:SCL為髙電平時，SDA山髙電平向低電平跳變，開始傳送數(shù)據(jù)。2)結(jié)束信號:SCL為髙電平時，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: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)出一個信號后，等待受控單元發(fā)出一個應(yīng)答信號，從器件接收到應(yīng)答信號后，根據(jù)情況做出判斷是否要繼續(xù)傳遞信號。若未收到應(yīng)答信號，則判斷為受控單兀出現(xiàn)問題。4)位傳送信號:在I2C總線啟動后或應(yīng)答信號后的第1個
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