第2章常用電子元器件的應(yīng)用

12.7功率驅(qū)動2.7.1幾種常見的功率負(fù)載1．發(fā)光二極管LED

2．繼電器3．電聲元件（1）電動揚(yáng)聲器（2）蜂鳴器22.7.2常用數(shù)字器件的輸出特性器件類型輸出特性TTLLSTTLCMOS(4000,4500)74HC74HCTMCU(AT89C5X)電源電壓(V)4.75～5.254.75～5.253～182～64.5～5.54～6輸出高電平VOH（V）2.4～3.42.7～3.4VDD≈VDD**≈VDD**0.75VDD**輸出高電平電流IOH(mA)－0.4*－0.4－0.5－4－4－0.3***輸出低電平VOL（V）0.2～0.40.35～0.500**0**0.45***輸出低電平電流IOL(mA)16*8－0.54410***32.7.3功率驅(qū)動設(shè)計1．輸出高電平驅(qū)動（1）直接驅(qū)動（2）利用上拉電阻增加高電平驅(qū)動能力（3）利用OC/OD門提高高電平驅(qū)動能力（4）直接利用帶緩沖器的器件高電平驅(qū)動負(fù)載（5）數(shù)字器件加驅(qū)動晶體管或MOS管42．輸出低電平驅(qū)動562.7.4電動揚(yáng)聲器的驅(qū)動LM386是一款低電壓音頻功率放大器。該芯片的電源電壓為4～12V或5～18V（LM386N-4）。靜態(tài)電流4mA。電源電壓VS=6V，揚(yáng)聲器阻抗為8Ω，總諧波失真為10%時的輸出功為325mW。在VS=6V，信號頻率為1kHz時的電壓增益約為20或200（1腳和8腳接10F電容）。A=20時的帶寬為300KHz。總的諧波失真為0.2%（VS=6V，RL=8Ω，Pout=125W，f=1kHz，A=20）。圖2.7.10為其A=20和A=200時的典型應(yīng)用電路。782.8顯示器件顯示器件按顯示體可分為段位式（常見為7段位和若干特殊段位）、點陣式（點陣、點字字符和點陣圖形）兩大類。按其結(jié)構(gòu)可分為獨(dú)立的顯示器和組合（如計數(shù)器+譯碼器+驅(qū)動器+LCD）兩大類。其次還可以按顯示體的顏色、結(jié)構(gòu)尺寸、封裝形式等分類。92.8.1LED發(fā)光二極管1.LED有如下特點：（1）與白熾燈相比，小電流可獲得較高的亮度。一般在零點幾毫安開始發(fā)光，通常工作電流為幾毫安。（2）正向?qū)▔航礦F視半導(dǎo)體材料等因素而不同，一般在1.5V～2.3V之間。其中紅色LED較綠色LED的VF為低。（3）發(fā)光響應(yīng)速度快，約10－7～10－8s。（4）體積小、高可靠、耐振動、耐沖擊、發(fā)熱少、功耗低。（5）驅(qū)動電路簡單，適宜于和集成電路配合。（6）亮度可隨電流在較大范圍內(nèi)變化，而波長幾乎不變。102．LED驅(qū)動的設(shè)計要點（1）常用LED的驅(qū)動電路如圖2.8.2所示。（2）LF的取值在0.5～10mA之間，高亮和超高亮LED在0.5mA時已有明顯的顯示。不能無限制增大IF來提高亮度，必須考慮IFmax和最大功耗。112.8.2LED數(shù)碼管及其驅(qū)動1．LED數(shù)碼管的分類LED數(shù)碼管按亮度可分為：（1）普通亮度（已趨于淘汰）（2）高亮度（市場上及應(yīng)用上最常見）（3）超高亮度（廣告牌、照明等使用）按顯示體結(jié)構(gòu)可分為：（1）七段位（最常用）（2）十段位（3）五段位（只能顯示十、一、１）（4）十七段位按電極連接形可分為：（1）共陰極（高電平驅(qū)動）（2）共陽極（低電平驅(qū)動）122．LED數(shù)碼管的靜態(tài)驅(qū)動（1）譯碼器直接驅(qū)動（2）MCUI/O口并口直接驅(qū)動（3）MCU串口加移位寄存器靜態(tài)驅(qū)動13圖2.8.5譯碼器直接驅(qū)動 2.8.6MCUI/O口直接驅(qū)動14圖2.8.7MCU串口加位移位寄存器靜態(tài)驅(qū)動電路153．LED數(shù)碼管的動態(tài)驅(qū)動（1）典型動態(tài)LED數(shù)碼管驅(qū)動電路（2）一種最簡單的動態(tài)掃描電路（3）專用LED動態(tài)掃描驅(qū)動芯片16圖2.8.8典型LED數(shù)碼管動態(tài)掃描電路17圖2.8.9一種最簡單的動態(tài)掃描電路184．LED數(shù)碼管限流電路的設(shè)計（1）分段單獨(dú)限流（2）分管限流方式（3）公共限流方式（4）無需限流電阻195．LED數(shù)碼管小數(shù)驅(qū)動1）與筆段同時由芯片直接驅(qū)動如圖2.8.6、圖2.8.7、圖2.8.8、圖2.8.9均可由MCU或芯片直接驅(qū)動，小數(shù)點顯示靈活、方便。（2）小數(shù)點位單獨(dú)驅(qū)動七段譯碼—驅(qū)動芯片不能直接驅(qū)動小數(shù)點，如圖2.8.5所示。這時小數(shù)點或者固定點亮某一位或者由控制電路決定哪一位的LED數(shù)碼小數(shù)點點亮。206．前零消隱數(shù)字量顯示的高位零最好消隱，這樣比較符合人們的習(xí)慣。（1）硬件消隱（2）軟件前零消隱對于如圖2.8.7之類由MCU控制的顯示電路，可以很容易地用程序來完成前零消隱任務(wù)。21圖2.8.10硬件前零消隱電路222.8.3LCD顯示器及其驅(qū)動1．液晶顯示器原理液晶是一種在一定溫度范圍內(nèi)既有液體的流動性和連續(xù)性，又有晶體的光學(xué)性質(zhì)的有機(jī)化合物，又稱為液態(tài)晶件。這類物質(zhì)在電場和溫度的作用下能產(chǎn)生各種特殊的電光效應(yīng)和熱光效應(yīng)，利用這些效應(yīng)可達(dá)到顯示的目的。23LCD顯示器被動矩陣式LCD可分為TN-LCD(TwistedNematic-LiquidCrystalDisplay，扭曲向列LCD)、STN-LCD(SuperTN-LCD，超扭曲向列LCD)和DSTN-LCD(DoublelayerSTN-LCD，雙層超扭曲向列LCD)。24LCD顯示器TN-LCD：在配像模之間不加電場情況下；液晶分子從上到下的扭曲角度是呈90度的排列，在控制扭曲角度時要采用較高的電壓，而且扭曲角度控制比較粗糙，灰度控制只可以達(dá)到16級（4位），控制反映時間約30毫秒～50毫秒。STN-LCD：在配像模之間不加電場情況下；液晶分子從上到下的扭曲角度可以超過90度達(dá)到270度，在控制扭曲角度時要采用較低的電壓，控制靈敏度高（省電）但是扭曲角度控制比較精細(xì)，也就是灰度控制可以達(dá)到64級（6位），字符顯示也比TN型的細(xì)膩，同時也支持基本的彩色顯示。DSTN-LCD：是在STN型基礎(chǔ)上改進(jìn)提高了彩色顯示能力，由于支持的彩色數(shù)有限，所以也稱為偽彩顯，控制反映時間約100毫秒，多用于早期液晶電視、攝像機(jī)的液晶顯示器掌上游戲機(jī)等。以上三種液晶顯示器件；從控制的靈敏度和反映的速度及彩色顯示能力是都不適合作為現(xiàn)代高質(zhì)量的電視圖像的顯示。25LCD顯示器LCD顯示原理26TFT－LCDTFT-LCD（ThinFilmTransistorLCD）：TFT是薄膜晶體管的英語縮語；TFT-LCD是指薄膜晶體管液晶顯示器件，意即每個液晶像素點都是由集成在像素點后面的薄膜晶體管來驅(qū)動，從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信息，是目前最好的LCD彩色顯示設(shè)備之一，其效果接近CRT顯示器，是現(xiàn)在液晶電視、筆記本電腦的主流顯示設(shè)備。TFT的每個像素點都是由集成在自身上的TFT來控制，是有源像素點。因此，不但速度可以極大提高，而且對比度和亮度也大大提高了，同時分辨率也達(dá)到了很高水平，圖1-3-21所示即為一個像素元TFT-LCD組成結(jié)構(gòu)圖。圖中；最下面是背光源；偏振片；TFT電極板；配像模；液晶層；共用電極；濾色片；偏振片。和前述不同的是控制液晶分子扭曲的電極為TFT電極，為了達(dá)到彩色顯示的目的，在上偏振片下面增加了RGB三色濾色片，三組扭曲的分子組成一個像素點的顯示。27TFT－LCDTFT原理28TFT－LCDTFT顯示屏基本結(jié)構(gòu)29液晶顯示器的主要特點如下1）低電壓（3～5V），微功耗（0.3W～100W）。同等顯示面積，其功耗比一般LED數(shù)碼管小數(shù)百倍。宜于和CMOS器件配合使用。（2）它是一種被動發(fā)光器件。外界光愈強(qiáng)，對比度愈高，顯示愈清晰。但在黑暗中無法顯示，必須加背光光源。常見的背光光源有LED、CCFL（冷陰極熒光燈）等。（3）體積小，外形薄，如手表用LCD的厚度僅為1.2～1.6mm。其引出線可用斑馬形導(dǎo)電橡膠引出，也可用標(biāo)準(zhǔn)DIP尺寸硬腳引出。（4）顯示面積、字形大小和位數(shù)在一定范圍內(nèi)不受限制。（5）壽命長，一般數(shù)萬小時以上。（6）響應(yīng)（上升）時間和余輝較長。（7）因為電極間若加直流電壓，則液晶材料會電解而喪失其性能，故必須用交流方波電壓驅(qū)動，且要求方波電壓嚴(yán)格對稱，直流分量為零，至少要小于100mV。這就使LCD的驅(qū)動電路和LED數(shù)碼管不同。30LCD的主要參數(shù)有（1）工作電壓。（2）工作電流或功耗。（3）閾值電壓：扭曲-向列型閾值電壓的定義可參見圖2.8.12的電光效應(yīng)曲線。（4）響應(yīng)時間：從電壓加上到光透過率達(dá)到飽和值90%所需的時間。（5）余輝：脈沖方波驅(qū)動電壓消除到光透過率減到10%所需的時間。（6）視角。（7）對比度。312．LCD的靜態(tài)驅(qū)動原理由于LCD必需由交流方波驅(qū)動，故其靜態(tài)驅(qū)動常用異或門完成，如圖2.8.13（a）所示。圖中A為顯示控制信號，B為驅(qū)動方波，由方波發(fā)生器提供。S為異或門G的輸出，也是LCD的某一筆段，COM為LCD所有段位的公共（襯底）電極。由于故S的波形如圖（b）所示。LCDS筆段的顯示與否取決于S與COM之間的電位差。由圖可見，當(dāng)A=0時，S－COM=0，液晶S筆段不顯示。A=1，S－COM為交流方波，液晶S筆段顯示。32

筆劃式LCD一般均由BCD－七段LCD譯碼芯片如4055、4543、4544等驅(qū)動。也可用MSI的ICM7211等四位LCD顯示驅(qū)動芯片驅(qū)動。這類LCD譯碼驅(qū)動器和LED譯碼器不同處在于芯片內(nèi)部有異或門，并且有驅(qū)動方波輸入端（Ph）。由于LCD為容性負(fù)載，驅(qū)動信號工作頻率與功耗成正比，且頻率太高對比度會下降。太低則產(chǎn)生閃爍。對于靜態(tài)驅(qū)動而言，工作頻率在30～100Hz之間為宜，對下述的動態(tài)驅(qū)動，工作頻率在100～2000Hz之間。333．點陣字符型LCD驅(qū)動圖2.8.14（a）為一個2×2LCD點陣，可控制圖中四個點的明暗，其中A、B為點陣列引出線，C和D為行出線。如欲顯示點陣中的A—C交叉點，則A、D施加幅度為V/2的交流驅(qū)動脈沖，B列為0電平，C行施加－V/2信號，如圖（b）所示。A-C點稱為“選擇點”，A-D、B-C稱為“半選擇點”，B-D稱為非選擇點。點陣四個交叉點的信號波形如圖（c）所示。其中A-D為0電平，B-C、B-D分別為反相、幅度V/2交流方波。只有A-D是幅度為V的交流方波。若設(shè)計使LCD顯示的閾電壓在V/2和V之間，則只有A-D對應(yīng)點顯示，其余三點不顯示。上述這種方法又稱時分1/2偏壓法。除此之外常用的還有1/3、1/4等偏壓法。1/3偏和1/4偏電平為分三和四個等級。34點陣字符型LCD驅(qū)動動態(tài)驅(qū)動法中加入了偏壓法使其更加完善，它不僅廣泛用于點陣型液晶顯示器件的驅(qū)動，也適應(yīng)多背電極排布的筆段型液晶顯示器件的驅(qū)動，此時也被稱為多路尋址驅(qū)動法。當(dāng)掃描行數(shù)N=1時，動態(tài)驅(qū)動法就等于靜態(tài)驅(qū)動法，換句話說，靜態(tài)驅(qū)動法是動態(tài)驅(qū)動法的行數(shù)為1時的特例。由于靜態(tài)驅(qū)動法沒有交叉效應(yīng)，所以也就沒有偏壓法的應(yīng)用。若不采用上述偏壓法，而僅在選擇點在第（i，j）上施反相的方波電壓，而其它行、列不加電壓，則選擇點固然可以顯示，非選擇點不會顯示，而其余的半選擇點也有正或負(fù)方波電壓存在，也有一點顯示。這明顯地降低了LCD的對比度（對比度=顯示點亮度/非顯示點亮度），此稱為“效叉效應(yīng)”。35點陣字符型LCD驅(qū)動雙頻驅(qū)動法是解決交叉效應(yīng)的又一種方法。雙頻驅(qū)動法利用了液晶介電常數(shù)與驅(qū)動電壓頻率的相互關(guān)系。當(dāng)驅(qū)動電壓頻率遠(yuǎn)低于介電轉(zhuǎn)換頻率時可使液晶分子穩(wěn)定在一種取向上；當(dāng)驅(qū)動電壓頻率遠(yuǎn)高于介電轉(zhuǎn)換頻率時可使液晶分子穩(wěn)定在另一種取向上。這樣我們可以使用兩種不同的驅(qū)動電壓頻率來改變液晶顯示器件上各顯示像素的分子取向，使其達(dá)到顯示的效果。當(dāng)使用低頻驅(qū)動電壓作為顯示選擇的驅(qū)動頻率的雙頻驅(qū)動法稱之為低頻選擇的雙頻驅(qū)動法。此時高頻驅(qū)動電壓則是用來消除背景顯示影響。36液晶模塊與MCU的接口電路圖2.8.15為點陣字符LCD與MCU的硬件接口電路。圖中W為對比度調(diào)節(jié)。運(yùn)行LCD時必須先將W調(diào)至適當(dāng)位置，字符才能正常顯示。37UC-162-03LCD相應(yīng)的子程序根據(jù)時序要求、指令表、接口電路，UC-162-03LCD相應(yīng)的子程序以下：（1）初始化子程序DMLCD：CLR P1.0 ；RS=0 CLR P1.1 ；R/W=0，寫指令準(zhǔn)備MOV DPTR，#8000H ；液晶模塊地址MOV A，#30HMOVX @DPTR，A ；功能設(shè)置CALLD5MS ；延時5ms

MOVX DPTR，A CALL D100 ；再設(shè)一次功能，延時100μsMOVX @DPTR，A ACALL D100 ；再設(shè)一次功能，延時100μSMOV A，#38H ；功能設(shè)置：8位、雙行、5×7點陣MOVX @DPTR，ACALL JBUSY ；檢查忙標(biāo)志38UC-162-03LCD相應(yīng)的子程序MOV A，#0EHMOVX @DPTR，ACALL JBUSY ；開顯示、開光標(biāo)、不閃爍MOV A，#01HMOVX @DPTR，ACALL JUBSY ；清屏MOV A，#06HMOVX @DPTR，ACALL JBUSY；輸入方式設(shè)置，模塊初始化至此完成RET39（2）顯示子程序DISP：CLR P1.0 CLR P1.1MOVA，R2MOVX@DPTR，ACALL JBUSY；設(shè)首字地址，顯示器第一行第一位（最左）地址為80H；第二行第一位地址為C0HMOV R0，#Add ；顯示緩沖器首字地址MOV R3，#data ；字符數(shù)LOOP:SETB P1.0CLR P1.1MOV A，@R0MOVX @DPTRT，A ；字寫入INC R0DJNZ R3，LOOP40RLR P1.0CLR P1.1MOV A，#0CHMOVX @DPTR，ACALL JBUSY ；開顯示、關(guān)光標(biāo)、關(guān)閃爍RET

41（3）忙標(biāo)志檢查子程序JBUSY：PUSH P1PUSH ACCPUSH DPHPUSH DPLMOV DPTR，#8000HSETB P1.1CLR P1.0J：MOVX A，@DPTRJB ACC.7，JPOP DPLPOP DPHDOP ACC.POP P1RET424．點陣圖形LCD點陣圖形液晶顯示器按點陣的列、行數(shù)有120×32、122×32、128×32、128×64*、128×128、160×32、160×128、192×64、192×128、240×64、240×128*、256×64及320×240*若干品種，其中帶*號者為常用品種。顯示器內(nèi)部所帶的控制器有SED1520、HD61202、ST7920、KS010718、T6963C、SED1335等，其中以Tb963C應(yīng)用較廣。CSTN（彩色超扭曲向列型）省電，在手機(jī)、MP3等便攜式產(chǎn)品中應(yīng)用廣泛。TFT（ThinFilmTechnology）薄膜工藝LCD則從大尺寸的液晶電視、筆記本電腦到小尺寸MP3都有廣泛應(yīng)用。43LCD的背光LCD的背光則有EL、LED、CCFL等。其中LED背光源顏色常為黃綠色、蘭色。它的發(fā)光效率高，壽命長，驅(qū)動電壓低（<5V），電流較小，是目前小型點陣圖形LCD應(yīng)用的最多的背光源。CCFL背光顏色可為紅、綠、蘭色，發(fā)光效率較LED低，需要>100V的交流電壓驅(qū)動，亮度高，適于彩色顯示。44圖2.8.16為以T6963C為控制器的240×128點陣圖形LCD的框圖45各引腳的功能如下：/CE片選、低電平有效；/WR、/RD寫讀線，低電平有效；/RST復(fù)位，低電平有效，常直接接電源；C/D指令、數(shù)據(jù)選擇端，C/D=0，讀寫數(shù)據(jù)，C/D=1，讀寫指令；DB0～DB7數(shù)據(jù)線；FGLCD金屬外框架端，通常接地；VDD+5V電源端；VSS地端；VOUT（VEE）負(fù)壓輸出端；V0LCD偏壓輸入端；LED+、LED－背光驅(qū)動。除以上引腳外，有時還有一個FS－字型選擇端，F(xiàn)S=0，8×8點陣（常用）或FS=1，6×8點陣。46（2）T6963C的時序47（3）T6963C指令集STA7STA6STA5STA4STA3STA2STA1STA0

STA0：指令讀寫狀態(tài)1：準(zhǔn)備好0：忙

STA1：數(shù)據(jù)讀寫狀態(tài)1：準(zhǔn)備好0：忙

STA2：數(shù)據(jù)自動讀狀態(tài)1：準(zhǔn)備好0：忙

STA3：數(shù)據(jù)自動寫狀態(tài)1：準(zhǔn)備好0：忙

STA4：未用

STA5：控制器運(yùn)行檢測可能性1：可能0：不能

STA6：屏讀/拷貝出錯狀態(tài)1：出錯0：正確

STA7：閃爍狀態(tài)檢測1：正常顯示0：關(guān)顯示48（4）點陣圖形LCD與MCU的硬件接口圖2.8.18為點陣圖形LCD與MCU的接口電路。圖（a）為總線方式（又稱直接訪問方式），指令讀地址為8FFFH，數(shù)據(jù)讀寫地址為8FFEH。圖（b）為I/O口接口方式（又稱間接訪問方式）。49圖2.8.18點陣圖形LCD與MCU接口電路50

（5）點陣圖形LCD的顯示程序。總線和I/O口接口方式相應(yīng)的顯示程序附于光盤中，請查閱。（6）字模提取點陣圖形LCD顯示所需的英文字符可以從模塊內(nèi)128字的字符產(chǎn)生CGROM中直接地址碼提取，也可以和漢字一樣由字模提取軟件提取。本書光盤中附錄了一種字模提取軟件。51（6）字模提取在運(yùn)行了該軟件以后首先應(yīng)選擇點陣數(shù)，通常英文可以為8×16或16×16，漢字一般均為16×16點陣，點陣數(shù)決定了字體大小。其次應(yīng)選擇字體，如漢字選擇為“GB2312”。此后應(yīng)正確的選擇與控制芯片顯示方式相對應(yīng)的“取模方式”。圖2.8.19（a）為T6963C、SED1335類控制器的取模方式，稱為“橫向取模、字節(jié)正序、先左上部、后左下部、再右上部、最后右下部”，即如圖所示次序。16×16點陣漢字共32個節(jié)。HD61202控制器相應(yīng)的取模方式如圖（b）所示，即所謂“縱向取模、字節(jié)倒序，先左上部、后右上部、再左下部、最后右下部”。52圖2.8.1916×16漢字點陣的取模方式532.8.4U-型真空熒光顯示器熒光顯示器件由三個基本的電極—陰極（燈絲）、陽極和柵極，封裝在一個高真空的玻璃殼容量內(nèi)構(gòu)成，如圖2.8.20所示。陰極是涂復(fù)了堿土金屬氧化物的鎢線。柵極是細(xì)金屬網(wǎng)。陽極為段或點型的導(dǎo)電電極，其上的熒光物質(zhì)顯示字符、數(shù)字和符號等。從陰極發(fā)射出來的電子被加之于柵極和陽極的正電位所加速，碰撞到陽極表面的熒光物質(zhì)而發(fā)出光輻射。通過分別控制柵極和陽極的正或負(fù)電位來產(chǎn)生所需光圖形。這種U型熒光顯示器可分為顯示字母數(shù)字型（Alphanumeric）、七段型、點字符型、點陣型、條型數(shù)種。最大點陣為256×128。這種U-VFD的特點是：高可靠性，寬溫度范圍（－40℃～+85℃），高亮度，寬視角，和微控制器易于接口，多種彩色，以及和帶背光極LCD相當(dāng)?shù)牡凸摹?4圖2.8.20VFD構(gòu)造示意圖55圖2.8.21VFD典型驅(qū)動電路56圖2.8.22VFD時序觸摸屏觸摸屏的作用與種類57電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏是一種傳感器，基本上是薄膜加上玻璃的結(jié)構(gòu)，薄膜和玻璃相鄰的一面上均涂有ITO（納米銦錫金屬氧化物）涂層，ITO具有很好的導(dǎo)電性和透明性。當(dāng)觸摸操作時，薄膜下層的ITO會接觸到玻璃上層的ITO，經(jīng)由感應(yīng)器傳出相應(yīng)的電信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路送到處理器，通過運(yùn)算轉(zhuǎn)化為屏幕上的X、Y值，而完成點選的動作，并呈現(xiàn)在屏幕上。58電阻式觸摸屏4線電阻屏59電阻式觸摸屏電阻觸摸屏控制芯片TSC204660電阻式觸摸屏電阻式觸摸屏的優(yōu)點可歸類為：1.電阻式觸控屏的精確度高，可到像素點的級別，適用的最大分辨率可達(dá)4096x4096。2.屏幕不受灰塵、水汽和油污的影響，可以在較低或較高溫度的環(huán)境下使用。3.電阻式觸控屏使用的是壓力感應(yīng)，可以用任何物體來觸摸，即便是帶著手套也可以操作，并可以用來進(jìn)行手寫識別。4.電阻式觸控屏由于成熟的技術(shù)和較低的門檻，成本較為廉價。電阻式觸摸屏的缺點可歸類為：1.電阻式觸控屏能夠設(shè)計成多點觸控，但當(dāng)兩點同時受壓時，屏幕的壓力變得不平衡，導(dǎo)致觸控出現(xiàn)誤差，因而多點觸控的實現(xiàn)程度較難。2.電阻式觸控屏較易因為劃傷等導(dǎo)致屏幕觸控部分受損。61電容式觸摸屏電容式觸摸屏是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導(dǎo)體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。這個電流分別從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成正比，控制器通過對這四個電流比例的精確計算，得出觸摸點的位置。62電容式觸摸屏電容屏要實現(xiàn)多點觸控，靠的就是增加互電容的電極，簡單地說，就是將屏幕分塊，在每一個區(qū)域里設(shè)置一組互電容模塊都是獨(dú)立工作，所以電容屏就可以獨(dú)立檢測到各區(qū)域的觸控情況，進(jìn)行處理后，簡單地實現(xiàn)多點觸控。63電容式觸摸屏優(yōu)點電容觸摸屏只需要觸摸，而不需要壓力來產(chǎn)生信號。電容觸摸屏在生產(chǎn)后只需要一次或者完全不需要校正，而電阻技術(shù)需要常規(guī)的校正。電容方案的壽命會長些，因為電容觸摸屏中的部件不需任何移動。電阻觸摸屏中，上層的ITO薄膜需要足夠薄才能有彈性，以便向下彎曲接觸到下面的ITO薄膜。電容技術(shù)在光損失和系統(tǒng)功耗上優(yōu)于電阻技術(shù)。選擇電容技術(shù)還是電阻技術(shù)主要取決于觸碰螢?zāi)坏奈矬w。如果是手指觸碰，電容觸摸屏是比較好的選擇。如果需要觸筆，不管是塑膠還是金屬的，電阻觸摸屏可以勝任。電容觸摸屏也可以使用觸筆，但是需要特制的觸筆來配合。表面電容式可以用于大尺寸觸摸屏，并且相成該也較低，但時下無法支持手勢識別：感應(yīng)電容式主要用于中小尺寸觸摸屏，并且可以支持手勢識別。電容式技術(shù)耐磨損、壽命長，用戶使用時維護(hù)成本低，因此生產(chǎn)廠家的整體運(yùn)營費(fèi)用可被進(jìn)一步降低。[4]

電容式觸摸屏就是可以支持多點觸控技術(shù)，而且不像電阻式觸摸屏反應(yīng)遲鈍并且不易磨損。6465小結(jié)1．所有電子元器件的選擇均應(yīng)滿足系統(tǒng)電性能及結(jié)構(gòu)的要求，適當(dāng)?shù)臏p額使用，并保證性能/價格比。2．常用固定電阻器以金屬膜電阻電性能最優(yōu)，民用產(chǎn)品則多用價格較低的碳膜電阻。設(shè)計電阻器時至少必須確定其標(biāo)稱阻值、允許誤差和額定功率。可數(shù)字控制其阻值的數(shù)字電位器常用做放大器增益控制，數(shù)控衰減器等。3．電子系統(tǒng)當(dāng)前最常用的小容量固定電容器為瓷介獨(dú)石電容（CT4—低頻、CC4-高頻）。大容量最普遍的是鋁電解電容。電容器設(shè)計時必須電壓減額。定型時至少應(yīng)確定其標(biāo)稱容量、允許誤差和工作電壓。4．系統(tǒng)選用晶體管時應(yīng)根據(jù)其實際工作頻率，工作電壓、電流、功率，電流放大系數(shù)或跨導(dǎo)，輸入阻抗等確定選用單極性MOS管還是雙極性晶體管，是小功率管還是中、大功率管，是低頻管還是高頻管等等。一般用途，以9000系列晶體管應(yīng)用最廣。66小結(jié)5．表面貼裝電阻器、電容器、電感器等不但體積小適合小型電子產(chǎn)品要求，而且高頻性能也比較好。選用時需特別注明外形代號。6．光電耦合器是一種電光轉(zhuǎn)換器件，能有效的隔離地電流。常用于電子系統(tǒng)的輸入和輸出端進(jìn)行信號傳遞同時隔離地。傳送數(shù)字信號可直接使用普通光電耦合器，但要注意頻率和開關(guān)速度的要求。傳遞模擬信號則必需采用線性光電耦合器。7．繼電器是強(qiáng)-弱電接口的重要器件。電磁繼電器價格較低，但動作速度慢，常產(chǎn)生火花干擾，壽命較短。固態(tài)繼電器輸入驅(qū)動更直接，無火花干擾，壽命長，但價格較貴。設(shè)計使用繼電器時必須注意輸入端參數(shù)與輸出端參數(shù)。67小結(jié)8．CMOS數(shù)字器件輸出高、低電平的驅(qū)動能力較差，其余器件一般高電平驅(qū)動能力差，低電平驅(qū)動能力強(qiáng)得多。設(shè)計系統(tǒng)時應(yīng)盡量采用輸出低電平驅(qū)動。常見負(fù)載LED、繼電器、揚(yáng)聲器等應(yīng)根據(jù)負(fù)載特性選用相適合的驅(qū)動方式。9．電子系統(tǒng)中的顯示器件以LED和LCD應(yīng)用最廣泛。前者使用時必須限流。LED靜態(tài)顯示亮度高、占用MCU時間短，使用器件較多。動態(tài)顯示亮度較低，占用MCU時間長，使用的器件少。LCD品種繁多，性能優(yōu)良，特別是微功耗使其在便攜電子產(chǎn)品中獲得廣泛應(yīng)用。LCD必須用交流方波驅(qū)動，故必須使用與其相與的譯碼器或?qū)Ｓ抿?qū)動芯片。點陣字符或圖形LCD由專用驅(qū)動芯片動態(tài)驅(qū)動，通常均需由MCU等器件軟件控制其運(yùn)行。68設(shè)計練習(xí)1．利用LED為～200V交流電設(shè)計一個指示燈電路。2．MC14433是一片31/2位ADC，設(shè)其基本量程為200mV，輸入電阻為1MΩ。若將其量程擴(kuò)展至2V和20V，要求換檔誤差<±1%，試設(shè)計一個