一種自適應(yīng)電阻式觸摸屏控制器的設(shè)計(jì)

2．2 壓力電阻阻值的計(jì)算與分析
觸摸屏控制器除了向操作系統(tǒng)提供觸點(diǎn)x，y方向坐標(biāo)外，另一項(xiàng)功能是向系統(tǒng)報(bào)告抬筆中斷和落筆中斷。在電阻式觸摸屏結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jì)算壓力值，實(shí)際上就是計(jì)算觸點(diǎn)位置的RTouch。通過(guò)對(duì)觸點(diǎn)壓力的計(jì)算，系統(tǒng)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(jì)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(biāo)；
(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(jié)合x(chóng)y方向的總電阻值就可以求出：

計(jì)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(rèn)為觸摸屏產(chǎn)生落筆動(dòng)作，如果RTouch大于RTup，則認(rèn)為產(chǎn)生抬筆動(dòng)作。如果RTdown閾值設(shè)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(fèi)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(jié)構(gòu)；如果RTup設(shè)的過(guò)大，會(huì)在畫(huà)線過(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(xù)，無(wú)法劃出連續(xù)直線的現(xiàn)象。
2．3 自適應(yīng)的電阻測(cè)量方法
由于市場(chǎng)上觸摸屏品牌眾多，各廠家的觸摸屏參數(shù)存在差異，所以觸摸屏x，y方向總電阻RREF會(huì)隨著觸摸屏型號(hào)的不同發(fā)生變動(dòng)。對(duì)于同一型號(hào)觸摸屏，由于制作工藝的問(wèn)題，RREF也會(huì)出現(xiàn)上下浮動(dòng)。在觸摸屏的壓力電阻計(jì)算中，RREF是一項(xiàng)主要的計(jì)算參數(shù)，因此在實(shí)際的電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，針對(duì)不同觸摸屏，測(cè)量并修正觸摸屏x，y方向的總電阻RREF是一項(xiàng)十分重要的工作。但是在產(chǎn)品成型之前，如果對(duì)每一個(gè)觸摸屏個(gè)體進(jìn)行單獨(dú)的RREF測(cè)量和記錄是一項(xiàng)耗時(shí)并且浪費(fèi)成本的工作。目前業(yè)界通用的做法是每種型號(hào)的觸摸屏采用統(tǒng)一的參數(shù)，并不對(duì)每個(gè)觸摸屏進(jìn)行單獨(dú)的測(cè)量。
針對(duì)上述問(wèn)題，為了更加精確地計(jì)算壓力電阻，筆者提出了一種計(jì)算電阻式觸摸屏RRE的方法。該方法只需要對(duì)已封裝在產(chǎn)品中的觸摸屏進(jìn)行簡(jiǎn)單的點(diǎn)擊測(cè)試，然后結(jié)合軟件算法，即可計(jì)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(cè)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(duì)觸摸屏個(gè)體的RREF計(jì)算與修正，同時(shí)具備較好的測(cè)量精度。為便于討論，下面僅討論x方向RREF的測(cè)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(duì)角線方向的2個(gè)頂角A和B，獲取觸摸屏有效面積內(nèi)x方向上電壓量化值Xmin_d，Xmax_d(量化值為1～256的區(qū)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(duì)角線方向的2個(gè)頂角A和B，獲取單端模式下觸摸屏有效面積內(nèi)x方向上電壓極值的量化值Xmin_s、Xmax_s(量化值為1～256的區(qū)間)。不同于差分模式，單端模式引入了A／D轉(zhuǎn)換電路中MOS場(chǎng)效應(yīng)管開(kāi)關(guān)。對(duì)于芯片廠商而言，MOS場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)和其電壓參數(shù)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。