紅外觸摸屏的原理簡(jiǎn)述-在線瀏覽
2024-09-15 15:29本頁(yè)面
【正文】 ，同時(shí)微處理器通過(guò)12C總線尋址每個(gè)相應(yīng)的紅外接收管，得到相應(yīng)的光強(qiáng)值?？刂品绞饺缦聢D所示：微處理器電路：微處理器在紅外觸摸屏硬件系統(tǒng)中起著核心的作用:完成對(duì)紅外發(fā)射電路的驅(qū)動(dòng)。完成對(duì)是否被觸摸的判斷以及觸摸位置信息的計(jì)算。調(diào)試整個(gè)程序的運(yùn)行。該芯片是基于一個(gè)支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤的32/16位ARM7TDMI微控制器，并帶有64kB的嵌入的高速Flash存儲(chǔ)器。多個(gè)32位定時(shí)器、1個(gè)10位8路ADC, 10位DAC，PWM通道和47個(gè)GP10以及多達(dá)9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷。驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射部分是由芯片上的第4腳，第44腳，第48腳來(lái)完成的，它們分別用于控制紅外發(fā)射管亮暗狀態(tài)的信號(hào):DS、 SHCP、STCP。每個(gè)管腳最大耐壓為 5V，但由于需要驅(qū)動(dòng)165支紅外發(fā)射管，導(dǎo)致電流很大，以至于容易將管腳燒壞。同時(shí)由于輸出反向，所以需將原來(lái)寫入的高電平置為低電平，低電平置為髙電平。其中第37腳，第41腳分別為I2C總線上的信號(hào)SCL，SDA。電路原理于如下圖所示：這部分主要是微處理器通過(guò)I2C總線來(lái)尋址每個(gè)ADS7830來(lái)完成165支紅外接收管的光強(qiáng)信號(hào)的放大、模數(shù)轉(zhuǎn)換并將值傳回到微處理器中。這里選用芯74HC4051，用二個(gè)地址線來(lái)擴(kuò)展得到5個(gè)I2C接口，選通五組紅外接收模塊。串口通信部分是由第19腳，第21腳來(lái)完成的。電路原理圖如下圖所示：由于RS232串行接口標(biāo)準(zhǔn)為一種在低速率串行通訊中增加通訊距離的單端標(biāo)準(zhǔn)。 RS232是為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(即只用一對(duì)收、發(fā)設(shè)備)通訊而設(shè)計(jì)的，其驅(qū)動(dòng)器負(fù)載低，只適合本地設(shè)備之間的通信。為了更好的滿足紅外觸控的要求，這里采用RS422標(biāo)準(zhǔn)串行接口進(jìn)行傳輸。由于接收器采用髙輸入阻抗，發(fā)送驅(qū)動(dòng)器比RS232具有更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力，故允許在相同傳輸線上連接多個(gè)接收節(jié)點(diǎn)，最多可接10個(gè)節(jié)點(diǎn)。RS422的最大傳輸距離為4000英尺(約1219米)，最大傳輸速率為10Mb/s。傳輸速率可達(dá)到10M bps的RS422發(fā)送接收器。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。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。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。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。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)。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。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。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)。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)。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。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。只需要向數(shù)據(jù)端DS寫入0,即可實(shí)現(xiàn)對(duì)紅外發(fā)射電路進(jìn)行清零處理。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。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。既可以4對(duì)差分輸入，也可以8路單獨(dú)輸入。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)。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)。若未收到應(yīng)答信號(hào)，則判斷為受控單兀出現(xiàn)問(wèn)題。脈沖髙電平期間，數(shù)據(jù)串行傳送。5)同步時(shí)鐘允許器件通過(guò)總線以不同的波特率進(jìn)行通信，同時(shí)可以作為停止和重
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