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S3c2410的触摸屏及模数转换

发布时间: 2013-07-03 18:58:19     来源: EDA中国

S3c2410的触摸屏及模数转换

 一、触摸屏的几个概念

    所谓触摸屏,从市场概念来讲,就是一种人人都会使用的计算机输入设备,或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。不用学习,人人都会使用,是触摸屏最大的魔力,这一点无论是键盘还是鼠标,都无法与其相比。
    从技术原理角度讲,触摸屏是一套透明的绝对寻址系统,首先它必须保证是透明的,因此它必须通过材料科技来解决透明问题,像数字化仪、写字板、电梯开关,它们都不是触摸屏;其次它是绝对坐标,手指摸哪就是哪,不需要第二个动作,不像鼠标,是相对定位的一套系统,我们可以注意到,触摸屏软件都不需要游标,有游标反倒影响用户的注意力,因为游标是给相对定位的设备用的,相对定位的设备要移动到一个地方首先要知道现在在何处,往哪个方向去,每时每刻还需要不停的给用户反馈当前的位置才不致于出现偏差。这些对采取绝对坐标定位的触摸屏来说都不需要;再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置,各类触摸屏技术就是围绕“检测手指触摸”而八仙过海各显神通的。

    1、触摸屏的第一个指针

    光学特性。它直接影响到触摸屏的视觉效果。但是触摸屏是多层的复合薄膜,光学特性上包括四个方面:透明度、色彩失真度、反光性和清晰度。彩色世界包含了可见光波段中的各种波长色,在没有完全解决透明材料科技之前,或者说还没有低成本的很好解决透明材料科技之前,多层复合薄膜的触摸屏在各波长下的透光性还不能达到理想的一致状态,下面是一个示意图(图6-1):
    S3c2410的触摸屏及模数转换 
    图6-1
    由于透光性与波长曲线图的存在,通过触摸屏看到的图像不可避免的与原图像产生了色彩失真,静态的图像感觉还只是色彩的失真,动态的多媒体图像感觉就不是很舒服了,色彩失真度也就是图中的最大色彩失真度自然是越小越好。平常所说的透明度也只能是图中的平均透明度,当然是越高越好。
    反光性,主要是指由于镜面反射造成图像上重迭身后的光影,例如人影、窗户、灯光等。反光是触摸屏带来的负面效果,越小越好,它影响用户的浏览速度,严重时甚至无法辨认图像字符,反光性强的触摸屏使用环境受到限制,现场的灯光布置也被迫需要调整。大多数存在反光问题的触摸屏都提供另外一种经过表面处理的型号:磨砂面触摸屏,也叫防眩型,价格略高一些,防眩型反光性明显下降,适用于采光非常充足的大厅或展览场所,不过,防眩型的透光性和清晰度也随之有较大幅度的下降。
    清晰度,有些触摸屏加装之后,字迹模糊,图像细节模糊,整个屏幕显得模模糊糊,看不太清楚,这就是清晰度太差。清晰度的问题主要是多层薄膜结构的触摸屏,由于薄膜层之间光反复反射折射而造成的,此外防眩型触摸屏由于表面磨砂也会造成清晰度下降。清晰度不好,眼睛容易疲劳,对眼睛也有一定伤害,选购触摸屏时要注意判别。

    2、触摸屏的第二个特性:稳定性。

    触摸屏是绝对坐标系统,要选哪就直接点那,与鼠标这类相对定位系统的本质区别是一次到位的直观性。绝对坐标系的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系,触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统,每次触摸的资料通过校准资料转为屏幕上的坐标,这样,就要求触摸屏这套坐标不管在什幺情况下,同一点的输出资料是稳定的,如果不稳定,那幺这触摸屏就不能保证绝对坐标定位,点不准,这就是触摸屏最怕的问题:漂移。技术原理上凡是不能保证同一点触摸每一次采样资料相同的触摸屏都免不了漂移这个问题,目前有漂移现象的只有电容触摸屏。

    3、触摸屏的第三个特性:相应性。

    检测触摸并定位, 各种触摸屏技术都是依靠各自的传感器来工作的,甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。触摸屏的传感器方式还决定了触摸屏如何识别多点触摸的问题,也就是超过一点的同时触摸怎幺办?有人触摸时接着旁边又有人触摸怎幺办?这是触摸屏使用过程中经常出现的问题,我认为最理想的方式是:超过一点的同时触摸谁也不判断,一直等到多点触摸移走,有人触摸接着又有人触摸应该是分先后都判断,当然是技术上可能的话。
    红外触摸屏靠多对红外发射和接收对管来工作,红外对管性能和寿命都比较可靠,任何阻挡光线的物体都可用来作触摸物,不过红外触摸屏使用传感器数目将近100对, 并且共享外围电路,这就要求传感器不仅本身性能好,还要求将近100对的红外二极管“光-电阻特性”和“结电容”都保持一致。实际应用中,万一有哪一对出现故障,可以在上电自检过程中发现并在此后加以忽略,靠邻近的红外线代替,由于每一对红外线只“监管”约6mm左右的窄带,而手指通常在15mm左右粗细,用户是察觉不到的。但如果生产过程没有对红外发射管进行老化测试,没有很好的质量管理体系,将近100对的传感器, 很快就不是一对两对“掉队”的问题了,总体寿命也就难以保证。下图(图6-2)是红外触摸屏的示意图
    S3c2410的触摸屏及模数转换 
    图6-2
    电容触摸屏本身实际上是一套精密的漏电传感器,带手套的手不能触摸,由于使用电容方式,导致有漂移现象,在下节电容触摸屏有详细的介绍。超声波触摸屏有表面声波触摸屏和体波声波触摸屏,利用的都是电-声压电换能器作传感器,接收传感器和发射传感器所用的压晶体管不是一种型号,在制造时的掺杂材料略有不同,发射换能器功率大,接收换能器更加灵敏。压电换能器的寿命长,工作稳定,正常工作可以保证10年不出问题。触摸屏安装后,换能器是隐藏起来的,但是在运输和安装过程中需要小心谨慎,裸露的换能器晶体不能碰撞挤压。表面声波触摸屏有X、Y轴两对传感器,利用屏幕表面的声表面波来检测手指触摸,可以说,工作面是一层看不见、打不坏的声能,不怕暴力使用,最适合公共信息查询。
    以上谈了一些触摸屏技术领域的概念,当然,只是是纯技术原理的一些探讨,评判一种触摸屏,光是技术原理还只是其中的一部分,触摸屏要应用到各个领域,还要抵受千触万摸,选用材料的耐用性如何,反应速度如何,价格能否承受,这些都是理性的评判一种触摸屏。
    由于目前基于电阻技术的触摸屏由于价格低廉,亦可满足绝大多数,下面着重介绍一下电阻式触摸屏的基本原理:
    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。如图6-3
    S3c2410的触摸屏及模数转换 
    图6-3 电阻触摸屏剖面结构
    S3c2410的触摸屏及模数转换 
    图6-4
    

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