單片機(jī)接口與觸摸屏控制

1、四線電阻式觸摸屏控制和單片機(jī)接口人機(jī)對(duì)話的界面種類有很多，比如顯示器、LEDLCD及帶觸摸屏的LCD等。其中后者是最近幾年剛發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，它通過計(jì)算機(jī)技術(shù)處理聲音、圖像、視頻、文字、動(dòng)畫等信息，并在這些信息間建立一定的邏輯關(guān)系，使之成為能交互地進(jìn)行信息存取和輸出的集成系統(tǒng)。換言之，它能綜合信息發(fā)布者的意愿和接受者對(duì)信息的需求及接受習(xí)慣，對(duì)信息進(jìn)行收集、加工、整合并雙向式傳播。觸摸屏系統(tǒng)符合簡便、經(jīng)濟(jì)、高效的原則，具有人機(jī)交互性好、操作簡單靈活、輸入速度快等特點(diǎn)。它與迅猛發(fā)展的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體技術(shù)相結(jié)合，使用者僅僅用手指觸摸屏幕，就能進(jìn)行信息檢索、數(shù)據(jù)分析，甚至可以做出身臨其境、栩栩如

2、生的效果；較鍵盤輸入簡單、直觀、快捷，具有豐富多采的表現(xiàn)能力，比以往任何傳媒更具親合力。觸摸屏和單片機(jī)接口，可以使一些小系統(tǒng)的操作更加方便、快捷。使用觸摸屏?xí)r最重要的問題是確定觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，本文以四線電阻式觸摸屏為例，通過單片機(jī)控制準(zhǔn)確地采樣到被觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)位置，至于該點(diǎn)響應(yīng)何種按鍵只是交給相應(yīng)的處理軟件進(jìn)行處理即可。四線電阻式觸摸屏電阻觸摸屏的屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復(fù)合薄膜,由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層， 表面涂有一層透明的導(dǎo)電層， 上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層透明導(dǎo)電層，在兩層導(dǎo)電層之間有許多細(xì)?。ㄐ∮谇Х种挥⒋纾┑耐该鞲綦x點(diǎn)

3、把它們隔開絕緣，見圖1。澧硼丫也流圖1四線式觸摸屏結(jié)構(gòu)示意圖當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，平常相互絕緣的兩層導(dǎo)電層就在觸摸點(diǎn)位置有了一個(gè)接觸，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的Vref均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇?，控制器偵測到這個(gè)接通后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與Vref相比即可得觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)，同理得出X軸的坐標(biāo)，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料，電阻屏根據(jù)引出線數(shù)多少分為四線、五線、六線等多線電阻觸摸屏。造nJ即圖2觸摸時(shí)的狀態(tài)四線電阻式觸摸屏控制觸摸屏與內(nèi)置A/D的單片機(jī)接口可以通過4個(gè)三極管或MO第分別給X、Y方向施加電壓,并通過A/D通道讀取

4、Y、X方向的電壓值來實(shí)現(xiàn)（見圖3）。對(duì)觸摸屏輸入A/D的數(shù)據(jù)讀取控制可采用定時(shí)查詢方式和中斷方式。圖3四線電阻式觸摸屏與單片機(jī)的接口電路采用20ms定時(shí)查詢方式，在觸摸屏不處于觸摸狀態(tài)時(shí)MCUVI、V3V4截止,V2導(dǎo)通（MCU空制口PE2為“1”）；一旦出現(xiàn)觸摸動(dòng)作，觸摸屏經(jīng)由V5使PE5=0（觸摸屏電阻相對(duì)RSR6電阻較?。?，MCU定時(shí)查t到“PE5=0后，立即使V3導(dǎo)通并置PE6=0，在Y方向上形成電流回路，啟動(dòng)MCUA/型換-ADC1通道，由X+W可t出Y軸的坐標(biāo)值;同樣MCIUII田V2、V3,打開V1、V4,啟動(dòng)MCUA/D轉(zhuǎn)換一ADC0!道由Y+即可t出X軸的坐標(biāo)值;X、Y軸坐標(biāo)

5、采樣完畢后使PE6=1,V1、V3、V4截止,V2導(dǎo)通，讀取PE5犬態(tài)，若PE5=0，則按鍵未抬起，繼續(xù)采樣并做數(shù)字濾波，若PE5=1，則按鍵抬起響應(yīng)按鍵。圖4對(duì)A/D的輸入保護(hù)措施在觸摸屏不處于觸摸狀態(tài)時(shí)MCUV1、V3V4截止,V2導(dǎo)通（MClS制口PE2為“1”）；一旦出現(xiàn)觸摸動(dòng)作，觸摸屏經(jīng)由V5產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)（PE5,MCU立即使V3導(dǎo)通，在Y方向上形成電流回路，啟動(dòng)MCUA/D轉(zhuǎn)換-ADCm道，由X+即可讀出Y軸的坐標(biāo)值;同樣MCIKI5V2、V3,打開V1、V4,啟動(dòng)MCUA/D專換一ADC0S道由Y+W可t出X軸的坐標(biāo)值；為了減少二極管漏電流對(duì)X、Y軸坐標(biāo)采樣的影響，當(dāng)單片機(jī)接

6、收到中斷信號(hào)進(jìn)入中斷服務(wù)程序后，先置PE6=0馬到X、Y坐標(biāo)，然后置PE6=1，從中斷服務(wù)程序返回。這樣，在進(jìn)行X、Y軸的坐標(biāo)測量時(shí)，二極管截止，此時(shí)二極管漏電流的影響可以被忽略。定時(shí)查詢時(shí)，無論是否有觸摸輸入，每20ms就需要中斷一次，需要占用CPU較多的時(shí)間，為了提高CPU勺利用率，可以采用中斷方式，當(dāng)有觸摸信號(hào)時(shí)才產(chǎn)生中斷請(qǐng)求。觸摸屏與內(nèi)置A/D的單片機(jī)接口設(shè)計(jì)簡單，成本低，但觸摸屏輸入只能完成一些要求簡單的輸入控制操作，如菜單式選擇、按鈕式選擇等。若要求進(jìn)行諸如漢字手寫輸入等要求線性、精度等較高的觸摸屏輸入，就需要采用專用的A/D接口。為了防止高能量脈沖信號(hào)通過觸摸屏耦合進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器,從而造成芯片損壞或性能下降，在實(shí)際應(yīng)用中，還需要在觸摸屏的X+、Y+輸出引線與A/D輸入通道之間加入鉗位