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使用单片机控制电阻屏，四线电阻式触摸屏控制和单片机接口
四线电阻式触摸屏控制和单片机接口+ p2 ~: k4 L2 k- G
引言% J&&i&&@7 w- W; T: e. N" D
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人机对话的界面种类有很多,比如显示器、LED、LCD及带触摸屏的LCD等。其中后者是最近几年刚发展起来的一项新技术,它通过计算机技术处理声音、图像、视频、文字、动画等信息,并在这些信息间建立一定的逻辑关系,使之成为能交互地进行信息存取和输出的集成系统。换言之,它能综合信息发布者的意愿和接受者对信息的需求及接受习惯,对信息进行收集、加工、整合并双向式传播。触摸屏系统符合简便、经济、高效的原则,具有人机交互性好、 操作简单灵活、输入速度快等特点。它与迅猛发展的计算机网络和多媒体技术相结合,使用者仅仅用手指触摸屏幕,就能进行信息检索、数据分析,甚至可以做出身临其境、栩栩如生的效果;较键盘输入简单、直观、快捷,具有丰富多采的表现能力,比以往任何传媒更具亲合力。3 O! F: H; v- M- \9 C. |
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触摸屏和单片机接口,可以使一些小系统的操作更加方便、快捷。使用触摸屏时最重要的问题是确定触摸点的坐标位置,本文以四线电阻式触摸屏为例,通过单片机控制准确地采样到被触摸点的坐标位置,至于该点响应何种按键只是交给相应的处理软件进行处理即可。8 Y. C2 \' y5 V3 y! ~. b2 P
四线电阻式触摸屏
电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层透明的导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层透明导电层,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘,见图1。' f6 p9 @' [* x" c- S0 H! a0 ?
当手指触摸屏幕时,平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触,因其中一面导电层接通Y轴方向的Vref均匀电压场,使得侦测层的电压由零变为非零,控制器侦测到这个接通后,进行A/D转换,并将得到的电压值与Vref相比即可得触摸点的Y轴坐标,同理得出X轴的坐标,这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。电阻类触摸屏的关键在于材料,电阻屏根据引出线数多少,分为四线、五线、六线等多线电阻触摸屏。 ; Q# P/ k- A( b
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图1&&四线式触摸屏结构示意图' l5 ?% e&&M8 X! b" V
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图2&&触摸时的状态
四线电阻式触摸屏控制: K" s7 W. s/ h8 V: p0 q, F. ~
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触摸屏与内置A/D的单片机接口可以通过4个三极管或MOS管分别给X、Y方向施加电压,并通过A/D通道读取Y、X方向的电压值来实现(见图3)。对触摸屏输入A/D的数据读取控制可采用定时查询方式和中断方式。
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20ms定时查询方式
在触摸屏不处于触摸状态时MCU 使V1、V3、V4截止,V2导通（MCU控制口PE2为“1”）;一旦出现触摸动作,触摸屏经由V5使PE5=0（触摸屏电阻相对R5、R6电阻较小）,MCU定时查询到“PE5=0”后,立即使V3导通并置PE6=0,在Y方向上形成电流回路,启动MCU A/D转换-ADC1通道,由X+即可读出Y轴的坐标值;同样MCU关闭V2、V3 ,打开V1、V4,启动MCU A/D转换—ADC0通道由Y+即可读出X轴的坐标值;X、Y轴坐标采样完毕后使PE6=1,V1、V3、V4截止,V2导通,读取PE5状态,若PE5=0,则按键未抬起,继续采样并做数字滤波,若PE5=1,则按键抬起响应按键。
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图3&&四线电阻式触摸屏与单片机的接口电路8 X9 ~! z: [4 k" \) v
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图4&&对A/D的输入保护措施4 h) B! Q' i# w) o4 o
在触摸屏不处于触摸状态时MCU 使V1、V3、V4截止,V2导通（MCU控制口PE2为“1”）;一旦出现触摸动作,触摸屏经由V5产生一个中断信号（PE5）,MCU立即使V3导通,在Y方向上形成电流回路,启动MCU A/D转换—ADC1通道,由X+即可读出Y轴的坐标值;同样MCU关闭V2、V3,打开V1、V4,启动MCU A/D转换—ADC0通道由Y+即可读出X轴的坐标值;为了减少二极管漏电流对X、Y轴坐标采样的影响,当单片机接收到中断信号进入中断服务程序后,先置PE6=0得到X、Y坐标,然后置PE6=1,从中断服务程序返回。这样,在进行X、Y轴的坐标测量时,二极管截止,此时二极管漏电流的影响可以被忽略。
定时查询时,无论是否有触摸输入,每20ms就需要中断一次,需要占用CPU较多的时间,为了提高CPU的利用率,可以采用中断方式,当有触摸信号时才产生中断请求。. S; i8 K# q8 e, N7 u
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触摸屏与内置A/D的单片机接口设计简单,成本低,但触摸屏输入只能完成一些要求简单的输入控制操作,如菜单式选择、按钮式选择等。若要求进行诸如汉字手写输入等要求线性、精度等较高的触摸屏输入,就需要采用专用的A/D接口。
为了防止高能量脉冲信号通过触摸屏耦合进入A/D转换器,从而造成芯片损坏或性能下降,在实际应用中,还需要在触摸屏的X+、 Y+输出引线与A/D输入通道之间加入钳位
二极管和滤波电容,也可以在输入线上穿入铁氧体磁环对A/D进行保护,如图4所示,这样脉冲信号在进入A/D转换器之前先被滤除,防止了脉冲信号的振幅超过电源电压而损坏器件,保护A/D不受损坏。
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针对四线电阻式触摸屏结构原理,设计了触摸屏与内置A/D的单片机接口,并在实际应用中取得了良好的效果——采样准确、迅速。% E& \, J0 u# p( n
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触控时代随意摸 电容屏/电阻屏全解析第1页：
　　科技发展迅猛，而对于手机市场的影响也非常深远。近几年来手机产品的脚步已经奔跑至触控时代，越来越多的触控手机出现在了大街小巷。而伴随着触控技术的成熟，触摸屏也渐渐分成了几类。screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {} else {window.open(this.src);}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />
触控不出不在　　自从iPhone首度使用电容式屏幕后，单纯依靠压力的电阻式屏幕也逐渐失去了其垄断地位。如今越来越多的手机采用了电容式触屏。而不少高阶玩家在选择手机的时候，也会将手机使用的是电容屏还是电阻屏为重要考虑之一。screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {} else {window.open(this.src);}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />
触控技术遍布大街小巷　　不过对于一般用户来说很难对两种屏幕有一个彻底的了解。高阶玩家为什么会有这样的考虑呢？什么是电阻屏？什么是电容屏？两种屏幕之间的差别在于什么？那么今天小编就借此机会像大家介绍一下这两种屏幕之间的区别，也希望能对打算选择触摸屏手机的朋友有所提示。
第2页：电阻屏的构造及工作原理
电阻屏的构造及工作原理　　首先电阻屏幕分为四线式、五线式等几大类，但我们经常见到的还是四线式以及五线式，而工作原理几乎是一样。最大的区别还在于其受到外力的影响后准确度会有所不同。screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {} else {window.open(this.src);}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />
电阻屏结构图　　其实简单的说，电阻屏分两层，中间以隔离物进行分离。当两层互相碰撞，电流便会产生影响，芯片因以计算力量与电流之间的数据，评定屏幕那一个位置受压，作出反应。由于电阻式屏幕需要上下两层碰撞后才能作出反应。因此，当两点同时受压，屏幕的压力变得不平衡，导致触控出现误差。所以这样的原理导致了电阻屏很难实现多点触控，即使是通过技术手段实现了多点触控灵敏度方面也不是很容易调整，经常会出现A点灵敏，B点迟钝的现象常会发生。screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {} else {window.open(this.src);}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />
电阻屏的工作原理图　　此外由于电阻式的触摸屏由于需要一定的压力，时间长了容易造成表面材料的磨损，或者上下两层失去弹性而造成接触不良的问题出现，因此会影响产品的正常使用寿命。
第3页：电容屏的构造及工作原理
电容屏的构造及工作原理　　在了解了电阻屏的工作原理后，我们在来了解一下电容屏的结构以及工作原理吧。screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {} else {window.open(this.src);}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />
电容屏结构图　　其实电容屏与电阻屏同样有上下两层，但区别是电容屏不是通过两层之间的碰撞而产生反应。基本上电容屏是利用下层发射讯号到上层，当上层被导体接触后，下层便能够接收讯息并作出计算。因此两层屏幕是不必直接接触的，仅通过下层接收到的讯息并作出计算从而确定手指接触到的位置。也正是因为如此，电容屏不仅可以同时支持多点，还可以大大的提升触控时的灵敏度。而由于人体本身就是一个导体，所以当手指触碰屏幕的时候，电容式屏幕能够产生反应。screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {} else {window.open(this.src);}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />
电容屏工作原理　　电容屏较电阻屏的优势在于，电容屏是人体静电驱动原理，电阻屏是作用力驱动原理，而电容屏在恶劣条件下都可以使用（高温，高湿，低温）当然前提是排除人体自身因素外，不过电阻屏的使用就会受到气候环境的影响。为此俄罗斯也曾经进行过毁灭性实验，验证了这一点。
第4页：问题及误区篇
问题及误区篇　　在看过两种屏幕的工作原理后，相信不少网友已经对电容屏以及电阻屏有了一个大致的了解。不过相信不少朋友没有切身的使用过程所以难免会有误区，那么接下来小编就为大家详细解答一下这些误区吧。screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {} else {window.open(this.src);}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />
触摸屏原理　　1、电容屏是不是不支持手写笔？　　答：其实电容屏不是不支持手写笔，只是要实现此功能要依靠所绑定的IC决定，而目前支持手写的电容屏其制作工艺非常复杂，当然良品率也不高。当然除了IC技术方面的制约，还有一些功能受到专利权的限制所以目前想要实现电容屏使用手写笔还很困难。　　2、电容屏和电阻屏与平时文章中的TFT屏、AMOLED屏又有什么关系？　　答：其实TFT屏、AMOLED屏是显示屏的一种，与电容屏和电阻屏这类的触摸屏有着本质的区别就在于其可以发光显示。TFT屏背后集成了背光开关所以显示艳丽的同时能耗很大，不过最新的AMOLED屏的发光二极体具有自发光的特点，所以不仅可以同样拥有艳丽的现实效果，还可以大大节约能耗。而电容屏和电阻屏则是位于前端的触控屏，可以实现触控操作却不能像TFT屏、AMOLED屏一样发光。　　3、电容屏与电阻屏哪个成本更高？　　答：不同厂商的屏幕制造价格也不同，而电容屏的价格也会比电阻屏贵10%到50%。这点额外成本对旗舰级产品无所谓，但可能会让中等价位手机望而却步。所以我们目前看到的电容屏手机的价格往往会很高。　　4、是不是只有电容屏才支持多点触摸？　　答：其实电阻屏也可以实现简单的多点触摸，但是我们上边已经介绍了其工作原理，所以在两点接触到屏幕上后就有可能造成对A、B两点无法均衡测力造成触控不灵敏的现象发生。
第5页：电容屏与电阻屏的区别
电容屏幕电阻屏幕对比　　当然通过视频我们可以了解到电容屏在触控的灵敏度以及支持多点触摸方面确实优于电阻屏。其实以上两点只是我们最直观能了解到的方面。除了多点触摸以及灵敏度外电容屏与电阻屏还有一些隐藏的区别。screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onmouseover="if(this.width>screen.width*0.7) {this.resized= this.width=screen.width*0.7; this.style.cursor='hand'; this.alt='Click here to open new window\nCTRL+Mouse wheel to zoom in/out';}" onclick="if(!this.resized) {} else {window.open(this.src);}" onmousewheel="return imgzoom(this);" alt="" />
电容屏与电阻屏的区别总结：　　虽然我们今天只是对电容屏以及电阻屏进行了一个简单的介绍，但是相信对于网友在选择触摸屏手机的时候已经会有所帮助了。当然电容屏虽然价格高，但是在灵敏度以及功能上却是由于电阻屏。不过存在必然有道理，电阻屏也凭借低廉的价格以及对手写笔等硬物触控的支持而广泛应用。所以在我们了解了两种屏幕的本质区别后，在选择触屏手机的时候就更有把握了。
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发现我们&&尤物&&板块的 人气好淡哦 是不是 因为新品发布的缘故啊& && & 呵呵 不管怎么样 让我们大家一起努力吧& & 我超喜欢U5&&嘻嘻
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图挂了，另外现在我 对Symbian的失望和失落心里与日俱增！越来越不想买symbian的触摸机了
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呵呵&&我觉得蛮不错的& &用用就习惯了 就是我们U5区 好冷清
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学习一下。。。。。。。
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呵呵。。。进来学习学习的。。。
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谢谢楼主学习了
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呵呵 不错&&我是专门做触屏的 有问题可以多交流
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学习一下~ 还没关注过这方面的知识呢
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可惜现在又没看不到图片了???
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学习…谢谢了
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电阻屏好,皮实 耐按!
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学习了 很详细 谢谢
微信扫一扫关注dospy买了个港行的LG&KU990,操作系统有简体中文,结果手写输入汉字时发现只识别繁体中文,键盘输入也只有繁体中文的注音法.哪位高手指点一下,怎么可以改成可以简体中文输入?
是啊，我也想知道```繁体字不会用``````
原来机子里面可以自己选择语言的，输入信息的时候，点击左下角的图标，选择“编写语言”，选择“简体中文”```搞定```用了几天，感觉还不错，但是拍照的质量一般，比N95差```和朋友的N95比了一下，泄气了``然后是信号不太好```比诺记的差````影音功能还不错，```总体给个78分~~~````
Re:[syszcn,1楼]我刚买到的时候也是输入法不会设置。。呵呵，弄了一会才发现设置的方法。这个拍照效果还OK的。尤其微距蛮不错。录像效果也赞。就是通讯录不能首字母查询比较麻烦。电阻屏的灵敏度跟IPHONE比差很远。按起来比较费劲。视频播放效果很赞。顺带上个今天刚拍的片~没修改过的，微距蛮不错。
Re:[luobin18,3楼]以下是引用&luobin18&在3楼的发言：原来机子里面可以自己选择语言的，输入信息的时候，点击左下角的图标，选择“编写语言”，选择“简体中文”```搞定```
原来是这样，谢谢你哦。今天刚买了个orange版的，输入法一直没搞定，搞的自己很郁闷，正想明天杀到手机商那里开战。。。还好在这看到这个方法，一试就OK，告别看不懂的注音，哈哈~~
Re:[syszcn,1楼]谢谢luobin18,终于把电话本和短信里的拼音输入法都改成简体拼音了,手写也改成简体输入了,太好了!太感谢你了!
多看看说明书，你冤枉了别人就不好了
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