一種自適應電阻式觸摸屏控制器的設計

2．2 壓力電阻阻值的計算與分析
觸摸屏控制器除了向操作系統提供觸點(diǎn)x，y方向坐標外，另一項功能是向系統報告抬筆中斷和落筆中斷。在電阻式觸摸屏結構中，觸摸屏的抬筆中斷或落筆中斷，是通過(guò)判斷壓力電阻阻值的變化產(chǎn)生的。
壓力值反映了觸摸屏2層導電薄膜之間電阻值RTouch的變化，壓力越大，RTouch就越小，壓力越小，RTouch就越大。計算壓力值，實(shí)際上就是計算觸點(diǎn)位置的RTouch。通過(guò)對觸點(diǎn)壓力的計算，系統可以判斷擠壓動(dòng)作是抬筆動(dòng)作還是落筆動(dòng)作。電阻式觸摸屏壓力計算的基本原理分三步，如圖7所示。
(1)X-接地，X+接電源，Y+接ADC得到觸點(diǎn)的X坐標；
(2)X-接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z1點(diǎn)的位置Z1；
(3)X-接地，Y+接電源，Y-接ADC得到Z2點(diǎn)的位置Z2。
然后，結合x(chóng)y方向的總電阻值就可以求出：

計算出壓力電阻RTouch后，需要同閾值電阻RTup，RTdown(RTdownRTup)進(jìn)行比較，如果RTouch小于RTdown，則認為觸摸屏產(chǎn)生落筆動(dòng)作，如果RTouch大于RTup，則認為產(chǎn)生抬筆動(dòng)作。如果RTdown閾值設得太小，則需使用很大力量才能觸發(fā)落筆動(dòng)作，這樣會(huì )讓使用者產(chǎn)生寫(xiě)字費力的感覺(jué)，同時(shí)過(guò)度用力擠壓觸摸屏也會(huì )減少觸摸屏壽命，破壞觸摸屏物理結構；如果RTup設的過(guò)大，會(huì )在畫(huà)線(xiàn)過(guò)程中產(chǎn)生頻繁抬筆動(dòng)作，則會(huì )讓使用者產(chǎn)生寫(xiě)字不連續，無(wú)法劃出連續直線(xiàn)的現象。
2．3 自適應的電阻測量方法
由于市場(chǎng)上觸摸屏品牌眾多，各廠(chǎng)家的觸摸屏參數存在差異，所以觸摸屏x，y方向總電阻RREF會(huì )隨著(zhù)觸摸屏型號的不同發(fā)生變動(dòng)。對于同一型號觸摸屏，由于制作工藝的問(wèn)題，RREF也會(huì )出現上下浮動(dòng)。在觸摸屏的壓力電阻計算中，RREF是一項主要的計算參數，因此在實(shí)際的電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，針對不同觸摸屏，測量并修正觸摸屏x，y方向的總電阻RREF是一項十分重要的工作。但是在產(chǎn)品成型之前，如果對每一個(gè)觸摸屏個(gè)體進(jìn)行單獨的RREF測量和記錄是一項耗時(shí)并且浪費成本的工作。目前業(yè)界通用的做法是每種型號的觸摸屏采用統一的參數，并不對每個(gè)觸摸屏進(jìn)行單獨的測量。
針對上述問(wèn)題，為了更加精確地計算壓力電阻，筆者提出了一種計算電阻式觸摸屏RRE的方法。該方法只需要對已封裝在產(chǎn)品中的觸摸屏進(jìn)行簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊測試，然后結合軟件算法，即可計算出觸摸屏的RREF。另外，由于該方法和觸摸屏校正采用的點(diǎn)擊方式非常相似，因此該測量過(guò)程可以和觸摸屏校正同步完成。所以，該方法可以在沒(méi)有消耗時(shí)間和成本的前提下，完成對觸摸屏個(gè)體的RREF計算與修正，同時(shí)具備較好的測量精度。為便于討論，下面僅討論x方向RREF的測算，y方向同理。其基本步驟如下：
(1)在差分模式下，點(diǎn)擊觸摸屏任意一條對角線(xiàn)方向的2個(gè)頂角A和B，獲取觸摸屏有效面積內x方向上電壓量化值Xmin_d，Xmax_d(量化值為1～256的區間)。在差分模式下，觸點(diǎn)電壓量化值是觸點(diǎn)處電阻同觸摸屏總電阻的量化值比值，如圖8所示可得到以下關(guān)系。

(2)點(diǎn)擊觸摸屏任意一條對角線(xiàn)方向的2個(gè)頂角A和B，獲取單端模式下觸摸屏有效面積內x方向上電壓極值的量化值Xmin_s、Xmax_s(量化值為1～256的區間)。不同于差分模式，單端模式引入了A／D轉換電路中MOS場(chǎng)效應管開(kāi)關(guān)。對于芯片廠(chǎng)商而言，MOS場(chǎng)效應管參數和其電壓參數都是已知的。故在這種情況下，觸點(diǎn)電壓量化值是觸點(diǎn)處電阻同觸摸屏總電阻與MOS管電阻之和的比值。如圖9所示可得到以下關(guān)系。