紅外觸摸屏的原理簡述-閱讀頁
2024-08-24 15:29本頁面
【正文】 新啟動串行總線的握手方式。同時它有8路的采樣通道，即每個芯片可以采樣8支紅外接收管上光強(qiáng)信號，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。另外，在I2C總線通信時都是通過尋址I2C器件的地址來完成的，因此尋址每支紅外接收管的各個通道地址的正確與否會影響到整個紅外接收電路對光強(qiáng)信號的采集。A1，AO作為地址輸入，是根據(jù)引腳上輸入為髙電平信號還是低電平信號來決定1或0?！?”時表示單端輸入。一旦紅外接收管接收到的光強(qiáng)信號并非是與之相對應(yīng)的紅外發(fā)射管，將會造成觸摸判斷無效。電源電路：電源在整個系統(tǒng)中也起著很重要的作用，將很大程度上影響整個系統(tǒng)是否能夠正常的工作。還需提供給紅外接收電路的驅(qū)動芯片ADS7830。由于每支紅外發(fā)射管的電流在10100mA間變化，所以外部的電源模塊必須滿足輸出電流為2A。SPX1117系列的芯片有很低的靜態(tài)電流，,當(dāng)輸出電流減少時，靜態(tài)電流隨負(fù)載變化，并提高效率。高分辨率的實(shí)現(xiàn)：觸換屏的分辨率是通過在屏上x方向所能探測的點(diǎn)數(shù)與Y方向上所能探測的點(diǎn)數(shù)的乘積來表示的。這樣觸換屏的分辨率比較低。即觸摸物的位置與接收的紅外光信號強(qiáng)度有直接的對應(yīng)關(guān)系。此時的觸摸屏分辨率主要由紅外管對數(shù)和每對紅外管的光強(qiáng)量化級數(shù)決定?；谝陨系脑恚凇?”狀態(tài)下采集紅外接收管的光強(qiáng)信號作為零點(diǎn)值，在“1”狀態(tài)下采集紅外接收管的光強(qiáng)信號作為滿度值，這樣將兩次釆集到的紅外接收管的光強(qiáng)歸一化進(jìn)行256級量化，即接收到的光強(qiáng)信的值的取值范圍為0～255。抗強(qiáng)光干擾的實(shí)現(xiàn)：紅外觸摸屏主要依靠紅外光工作，對環(huán)境光照因素的變化比較敏感。為了更奵增強(qiáng)紅外觸摸屏的抗光干擾的性能，現(xiàn)有的技術(shù)中主要釆用兩種方式:一種是在電路上進(jìn)行修改調(diào)整。下面介紹幾種方案：脈沖方式抗干擾。為提高抗干擾能力，對發(fā)射管和接收管均釆用相同固定頻率掃描，發(fā)射管發(fā)射固定頻率的信號，同時以同樣頻率對相對應(yīng)的接收管進(jìn)行信號的釆集。對接收管可加裝紅外濾光片或進(jìn)行環(huán)氧封裝以濾除部分光干擾。本文設(shè)計中為了排除周圍環(huán)境光的干擾得到準(zhǔn)確的觸摸位置，在計算觸摸位置時確定每對管子的域值作為判斷是否有手指觸摸的依據(jù)。域值的確定是通過對每對管子的“0”態(tài)和“1”態(tài)時數(shù)據(jù)釆樣實(shí)現(xiàn)，并默認(rèn)設(shè)定“0”態(tài)和“1”態(tài)時的數(shù)據(jù)之和的一半為域值。1”態(tài)，即將所有的發(fā)射管逐個點(diǎn)亮，此時的發(fā)射管在某一時刻只有一支被點(diǎn)亮，理想狀態(tài)下采樣得到的是接收管接收相對應(yīng)發(fā)射管的光強(qiáng)信號。對于“0”態(tài)，所有的紅外發(fā)射管都是未被點(diǎn)亮的，但由于外界光的干擾，接收的這些轉(zhuǎn)換值并不是0，對于“1”態(tài)，紅外發(fā)射管逐個點(diǎn)亮，由于外界光的干擾存在，使得紅外接收管接收的是接收管接收相對應(yīng)發(fā)射管的光強(qiáng)信號及外界光信號。這些因素導(dǎo)致紅外觸摸屏無法正常正確的判斷觸換位置。具體的方法如下：安裝對傳播方向敏感的光準(zhǔn)直溝道進(jìn)行過濾，可以實(shí)現(xiàn)在水平方向上光透過率很高對于傾斜方向入射的光衰減極大，盡可能的衰減外界光對每支紅外接收管得到的“0”態(tài)和“1”態(tài)時的光強(qiáng)信號的模數(shù)轉(zhuǎn)換值進(jìn)行歸一化處理，則“0”態(tài)時的模數(shù)轉(zhuǎn)換值對應(yīng)值為0，1”態(tài)時的模數(shù)轉(zhuǎn)換值對應(yīng)為 OxFF。當(dāng)安裝光準(zhǔn)直溝道后，紅外觸摸屏可工作在7500勒克司的環(huán)境光下。通過以上的抗強(qiáng)光處理，紅外觸換屏的抗強(qiáng)光干擾能力提高了近3倍。如下圖所示A點(diǎn)為第一個發(fā)生觸摸事件的地點(diǎn)，經(jīng)探測后生成第一組定位坐標(biāo)數(shù)據(jù)，可釆集到第一個觸摸事件發(fā)生的實(shí)際地點(diǎn)。在給定的時間里，將A點(diǎn)和D點(diǎn)都按下,則第一組信號和第二組信號就會在該時間內(nèi)重疊起來，微處理器會算出多個位置坐標(biāo)數(shù)據(jù)，由此得到的觸摸點(diǎn)可能是A點(diǎn)、B點(diǎn)、C點(diǎn)、D點(diǎn)中的一個，使得觸換屏不能正確地響應(yīng)用戶的操作。與此同時，在機(jī)載顯示中，很多情況下需要調(diào)節(jié)局部區(qū)域的亮度或是處理局部區(qū)域的圖像信號。多點(diǎn)觸摸的紅外觸摸屏的開發(fā)設(shè)計迫在眉睫。然后再在另一個方向上使用相同的方法，最終得到所有的觸摸點(diǎn)的精確坐標(biāo)值，同時剔除偽觸摸點(diǎn)本文中釆用判斷記錄觸摸的位置，然后再根據(jù)被觸摸的先后順序來剔除偽觸摸點(diǎn)，從而得到精確的坐標(biāo)點(diǎn)。當(dāng)?shù)诙€觸摸動作疊加在第一個觸摸動作上時，微處理器會得到多組的位置坐標(biāo)(X1, X1，X2，Y2)，從而判斷出有新的觸摸點(diǎn)加入，通過比較現(xiàn)有的位置坐標(biāo)(X1，Y1)，D點(diǎn)的坐標(biāo)不可能與A點(diǎn)在任一方向上平行從而排除其他的坐標(biāo)(X1，Y1)，（X2，Y2)的可能。具體的工作流程如下圖:本文分別從微控制器電路、紅外發(fā)射電路、紅外接收電路、電源電路幾個方面描述了整個紅外觸換屏的硬件架構(gòu)，并主要闡述了紅外觸觸屏的高分辨率、抗強(qiáng)光干擾、多觸摸點(diǎn)的眞體實(shí)現(xiàn)方法。
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