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在Palm、WinCE和其它各式各樣PDA中，為了減小設備尺寸，一般只有有限的幾個(gè)鍵，觸摸屏是最主要的輸入手段。觸摸屏有多種感應方式：電阻式、電容式等等。手持設備中大多為電阻式。電阻式觸摸屏是一種三層膜的結構，上下兩層是相互垂直的電阻絲，中間為一隔離層（圖1）。平時(shí)上下兩層的電阻絲不能直接導通，只有受到一定的壓力時(shí)上下兩層的電阻絲才會(huì )導通。電阻絲的阻值范圍在幾百歐姆到一千歐姆之間。 圖1：觸摸屏的物理結構 圖2為觸摸屏的控制電路，它由一個(gè)A/D轉換器MAX1249、一個(gè)低壓差線(xiàn)性穩壓器MAX8873REUK、一個(gè)二極管和四個(gè)開(kāi)關(guān)管組成。四個(gè)開(kāi)關(guān)管（Q1、Q2、Q3、Q4）控制X軸、Y軸的輸出，A/D轉換器負責數字化觸摸屏的輸出電壓，線(xiàn)性穩壓器MAX8873REUK為觸摸屏供電，同時(shí)為A/D轉換器提供基準電壓。 在系統處于休眠狀態(tài)時(shí)，Q1、Q2和Q3都處于截止態(tài)，Q4導通，MAX1249和MAX8873REUK被關(guān)斷以節省電池能量。當有筆觸動(dòng)作時(shí)，觸摸屏經(jīng)由二極管D1產(chǎn)生中斷，喚醒MCU。產(chǎn)生中斷的等效電路如圖3（a）。因為觸摸屏的電阻值很小，而上拉電阻都是幾十到上百千歐姆之間，所以可以產(chǎn)生明確的中斷信號。 圖2：完整的觸摸屏控制電路 MCU被喚醒后，啟動(dòng)LDO和ADC。然后使Q1導通，在X軸方向上形成電流回路，A/D轉換器的通道0經(jīng)由Y+端即可讀到X軸的坐標值；同樣關(guān)閉Q1和Q4，打開(kāi)Q2和Q3，A/D轉換器的通道1經(jīng)由X+端可讀到Y軸的坐標值。這個(gè)部分的等效電路如圖3（b）。 圖3：觸摸屏產(chǎn)生中斷、讀取X軸位置時(shí)的等效電路 系統得到坐標值后，關(guān)閉Q1、Q2和Q3，打開(kāi)Q4，回到初始狀態(tài)。然后可以查詢(xún)中斷引腳以確定是否繼續轉換或是關(guān)閉LDO和ADC，等待下一次筆觸中斷。 由于此電路是針對手持系統設計的，所以選擇器件時(shí)就需考慮功耗、體積和性能。 選用MAX8873REUK的原因在于工作電流僅82μA、極好的負載調整率--0.030%/mA、非常低的輸出噪聲和小型SOT23-5封裝。另外，它具有關(guān)斷功能，便于電源管理。 MAX1249是16引腳QSOP封裝的10位、4輸入通道、串行接口的A/D轉換器，工作電壓為3V，轉換速度為133ksps時(shí)，電流僅為1.2mA。處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，電流只有1μA；而且它可以被編程為在每次轉換完成時(shí)即進(jìn)入關(guān)閉狀態(tài)，充分節省能量。MAX1249有內部時(shí)鐘，轉換時(shí)省去了從外部提供時(shí)鐘的麻煩。外部輸入基準電源，可以保證觸摸屏輸入的動(dòng)態(tài)范圍。如果觸摸屏較大，可以升級到12位管腳兼容的MAX1247。另外兩路輸入可以去測量系統電池和備份電池的電壓。 總之，此電路滿(mǎn)足手持設備中低功耗和緊湊的設計原則，適用于此類(lèi)系統應用 |
