一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法，紅外觸摸屏的下表面布滿紅外發(fā)射管和紅外接收管，整體電路由行列選通模塊、紅外發(fā)射模塊、紅外接收模塊、放大電路模塊及處理芯片構成。本發(fā)明的行列選通模塊由邏輯芯片提供，紅外發(fā)射電路采用達林頓管加限流電阻的驅(qū)動方式來增加發(fā)光強度，以解決大尺寸情況下驅(qū)動能力不強的問題，并有效的避免了競爭與冒險的發(fā)生，紅外接收電路采用三極管加MOSFET管的形式提供給放大器接收信號，實現(xiàn)了微弱信號的有效傳遞，此信號經(jīng)放大濾波處理后，送入MPU計算得到觸摸點坐標。
【專利說明】一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及多點觸摸屏領域，具體為一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法。
【背景技術】
[0002]隨著多媒體信息查詢設備的與日俱增，人們越來越多地談到觸摸屏，因為觸摸屏的發(fā)展不僅適用于多媒體信息查詢國情的需要，而且具有堅固耐用、反應速度快、節(jié)省空間、易于交流等許多優(yōu)點。隨著科技的發(fā)展，觸摸屏也從傳統(tǒng)的單點觸摸向多點觸摸發(fā)展。目前市場上，采用聲學和其它材料學技術的觸摸屏都有其難以逾越的屏障，如單一傳感器的受損、老化，觸摸界面怕受污染、破壞性使用，維護繁雜等等問題。而紅外觸摸屏具有不受電流、電壓和靜電干擾等優(yōu)點，適宜惡劣的環(huán)境條件，并且在大尺寸應用上，更具有其優(yōu)勢。但隨著尺寸的加大，紅外發(fā)射管的發(fā)射距離增加，其發(fā)射的紅外光信號會有較大程度的衰減，加上環(huán)境光的影響，使得紅外接收管得到的信號很微弱，因此會影響坐標點識別的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了彌補已有技術的不足，本發(fā)明的目的是提供一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法。
[0004]本發(fā)明采用的技術方案是:
一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法，其特征在于:觸摸面板的下表面布滿紅外發(fā)射管和紅外接收管，其具體的對應形式、擺放角度等均根據(jù)具體電路設計決定，而紅外發(fā)射管的行列選通信號均由控制芯片提供，采用達林頓管加限流電阻的驅(qū)動方式來增加發(fā)光強度，紅外接收管的行列選通信號也由控制芯片給出，采用三極管加MOSFET管的形式，將接收管的信號提供給放大器電路，信號經(jīng)放大濾波處理后，送入MPU:若通過A/D端口采樣，則根據(jù)采樣信號的幅值與設定的閾值比較得到該處是否存在觸摸，例如設定信號幅值大于閾值為有觸摸點，小于閾值為無觸摸點；若通過普通I/O 口進入MPU，則信號需作二值化即O、I電平處理，根據(jù)電平的高低判斷該處是否存在觸摸，例如設定0電平為有觸摸點，I電平無觸摸點，最后根據(jù)得到的觸摸信息計算最終的觸摸點。
[0005]所述的一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法，其特征在于:紅外發(fā)射管的驅(qū)動信號采用驅(qū)動能力較強的、配套的達林頓管與電阻配合的方式來實現(xiàn)。
[0006]所述的一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法，其特征在于:紅外接收管的信號采用三極管、MOSFET管與電阻配合的方式來傳遞。
[0007]所述的一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法，其特征在于:紅外接收管的信號通過放大電路進行放大濾波處理后，可根據(jù)需要得到模擬信號或是數(shù)字信號，若是模擬信號則通過A/D采樣識別，若是數(shù)字信號則直接根據(jù)高低電平判斷信號的遮擋與否。
[0008]本發(fā)明的有益效果在于: 本發(fā)明中，為了解決大尺寸紅外觸摸屏驅(qū)動能力不強的問題，紅外發(fā)射電路中采用驅(qū)動能力較強的達林頓管并在合適的位置加電阻的方式，不僅解決了大尺寸紅外觸摸屏驅(qū)動的問題，而且能夠有效的避免電路中競爭與冒險的情況，而且選用達林頓管由于其放大倍數(shù)很大，達到要求的工作狀態(tài)所需的基極電流較小，能夠節(jié)約功耗；紅外接收電路為了能有效的處理接收到的光信號，采用三極管、MOSFET管加電阻的方式將接收到的光信號不受衰減的送給后續(xù)放大電路，經(jīng)放大電路處理后，得到需通過A/D采樣的模擬信號或者直接讀A I/O 口的數(shù)字信號，從而計算出坐標點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明觸摸電路中紅外發(fā)射電路圖。
[0010]圖2是本發(fā)明觸摸電路中紅外接收電路圖。
[0011]圖3是本發(fā)明觸摸電路整體框架示意圖。
【具體實施方式】
[0012]如圖1所示。觸摸面板的紅外發(fā)射電路由紅外發(fā)射管T、PNP達林頓管Ql、NPN達林頓管Q2、電阻R1、R2、R3、R4及選通信號I和選通信號2構成，同時為了保證對稱性，兩個達林頓管選用參數(shù)相同的成對的達林頓管。當選通信號I出現(xiàn)低電平、選通信號2出現(xiàn)高電平時，達林頓管Q1、Q2全部導通，(此處所描述的均為飽和導通狀態(tài)，只要合理的選擇R1、R2、R3、R4的阻值，就能夠達到所要求的飽和導通)紅外發(fā)射管處于導通狀態(tài)，此狀態(tài)為紅外發(fā)射管正常工作狀態(tài)；由于電路結(jié)構的關系，選通信號I與選通信號2均是公用信號即共連在其他紅外發(fā)射管上，若未有電阻R3的情況下，就不可避免的出現(xiàn)了競爭與冒險的問題:
1)當選通信號I出現(xiàn)高電平即達林頓管Ql導通，選通信號2出現(xiàn)高電平即達林頓管Q2未導通時，按照電路結(jié)構分析，紅外發(fā)射管的正極由于Ql導通輸入高電平，而負極由于Q2截止，出現(xiàn)了不定狀態(tài)，因此不能保證此時紅外發(fā)射管不工作；
2)當選通信號I出現(xiàn)低電平即達林頓管Ql截止，選通信號2出現(xiàn)低電平即達林頓管Q2導通時，紅外發(fā)射管的負極由于Q2的導通，負極接地，而正極由于Ql的截止出現(xiàn)了不定態(tài)，不能肯定此時紅外發(fā)射管未工作。
[0013]為了解決上述的2種情況，在紅外發(fā)射管的正極處接了一個電阻R3接地，當情況I)發(fā)生時，由于電阻R3的存在，電源VCC與電阻Rl、R3構成了一個回路，Q2截止，紅外發(fā)射管的支路不導通，因此沒有電流流過，發(fā)射管未導通；當情況2)發(fā)生時，由于電阻R3的存在，紅外發(fā)射管的正極由于接了個電阻接地，此時正極被鉗位于地，發(fā)射管不會導通。而對于另一種情況:當通信號I出現(xiàn)低電平即達林頓管Ql截止，選通信號2出現(xiàn)高電平即達林頓管Q2截止時，紅外發(fā)射管的正極由于電阻R3的存在相當于接地，因此此時紅外發(fā)射管不會工作。
[0014]如圖2所示，觸摸面板的紅外接收電路由紅外接收管R、PNP三極管Q3、N溝道MOSFET管、電阻R5、R6、R7、R8及選通信號3和選通信號4構成。當選通信號3輸入低電平時三極管Q3導通，選通信號4輸入低電平，MOSFET管導通，紅外接收管的信號可通過Q4及R8輸出。這里的三極管Q3由于其只起到了一個選通作用，因此采用普通的PNP三極管即可。電阻R5的作用類似于上面提到的R3，當存在不確定狀態(tài)時即出現(xiàn)競爭冒險的情況時，電阻R5的存在很好的解決了這個問題。這里選用MOSFET管，是運用了其做為“開關”的作用，即當柵極達到一定電壓時，漏極中允許電流通過，具有開關速度快、工作頻率高的特點，使得紅外接收管的信號能夠無損耗的通過并輸出。電阻R8的作用是使接收管輸出的電流信號轉(zhuǎn)變成電壓信號方便后續(xù)電路的處理。合理的選擇R6、R7的阻值，使三極管與MOSFET管工作在所需的狀態(tài)。
[0015]如圖3所示為系統(tǒng)的整體框架示意圖。由圖中可以看出，觸摸屏硬件的主要環(huán)節(jié)就是紅外發(fā)射與接收部分，對應的行列選通的部分則由一些邏輯芯片或者可編程邏輯器件來實現(xiàn)，只要得到正確的邏輯關系即可，接收部分輸出的信號經(jīng)過放大電路處理后，送給MPU處理，進而得到觸摸點的信息。根據(jù)放大電路原理的不同，若得到模擬信號，則需A/D采樣，若得到數(shù)字信號，則可直接由I/O 口讀入。
[0016]紅外觸摸屏開始工作后，由行列選通模塊產(chǎn)生選通信號，紅外發(fā)射管發(fā)射光信號，接收管接收，將光信號放大處理，得到含坐標點信息的信號送給MPU計算處理，得到觸摸點的坐標。
【權利要求】
1.一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法，其特征在于:觸摸面板的下表面布滿紅外發(fā)射管和紅外接收管，其具體的對應形式、擺放角度等均根據(jù)具體電路設計決定，而紅外發(fā)射管的行列選通信號均由控制芯片提供，采用達林頓管加限流電阻的驅(qū)動方式來增加發(fā)光強度，紅外接收管的行列選通信號也由控制芯片給出，采用三極管加MOSFET管的形式，將接收管的信號提供給放大器電路，信號經(jīng)放大濾波處理后，送入MPU:若通過A/D端口采樣，則根據(jù)采樣信號的幅值與設定的閾值比較得到該處是否存在觸摸，例如設定信號幅值大于閾值為有觸摸點，小于閾值為無觸摸點；若通過普通I/O 口進入MPU，則信號需作二值化即O、I電平處理，根據(jù)電平的高低判斷該處是否存在觸摸，例如設定0電平為有觸摸點，I電平無觸摸點，最后根據(jù)得到的觸摸信息計算最終的觸摸點。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法，其特征在于:所述的紅外發(fā)射管的驅(qū)動信號采用驅(qū)動能力較強的、配套的達林頓管與電阻配合的方式來實現(xiàn)。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法，其特征在于:所述的紅外接收管的信號采用三極管、MOSFET管與電阻配合的方式來傳遞。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種適用于大尺寸紅外觸摸屏的硬件驅(qū)動方法，其特征在于:所述的紅外接收管的信號通過放大電路進行放大濾波處理后，根據(jù)需要得到模擬信號或是數(shù)字信號，若是模擬信號則通過A/D采樣識別，若是數(shù)字信號則直接根據(jù)高低電平判斷信號的遮擋與否。
【文檔編號】G06F3/042GK103488350SQ201310376994
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月27日 優(yōu)先權日:2013年8月27日
【發(fā)明者】胡躍輝, 李小哲, 呂國強, 于芳芳, 劉志民 申請人:合肥工業(yè)大學