專利名稱：自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的校正裝置，尤其是一種能自動(dòng)進(jìn)行溫差坐標(biāo)補(bǔ)償?shù)难b置，具體的說(shuō)是一種自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫度漂移的裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，電容式觸摸屏的輸入系統(tǒng)由觸摸屏、觸摸屏控制器及其相應(yīng)控制裝置和相應(yīng)程序構(gòu)成。其中，觸摸屏控制器從觸摸屏的觸點(diǎn)檢測(cè)觸摸信息，并將它轉(zhuǎn)換成觸點(diǎn)坐標(biāo),再送給主機(jī)CPU ;它同時(shí)能接收主機(jī)CPU發(fā)來(lái)的命令并加以執(zhí)行。電容式觸摸屏的基本原理是用手指或其它物體觸摸安裝在顯示器前端的觸摸屏?xí)r，所觸摸的位置(以坐標(biāo)形式)由觸摸屏控制器檢測(cè)，并通過(guò)接口送到主機(jī)CPU，從而確定輸入的信息。 由于觸摸檢測(cè)裝置和觸摸屏等的電性能參數(shù)會(huì)隨溫度變化而發(fā)生變化，從而會(huì)發(fā)生觸點(diǎn)坐標(biāo)隨溫度變化的現(xiàn)象。另外，觸摸檢測(cè)裝置的一些元件的特性也會(huì)隨溫度發(fā)生變化。傳統(tǒng)的電容式觸摸屏就存在這些問(wèn)題。這對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)是不能接受的，可能造成誤觸發(fā)。本實(shí)用新型可以在系統(tǒng)內(nèi)部自動(dòng)完成對(duì)這些偏移的修正工作，既準(zhǔn)確可靠又簡(jiǎn)潔方便?，F(xiàn)有的電容式觸摸屏系統(tǒng)當(dāng)溫度變化較大、觸點(diǎn)位置與顯示位置偏差過(guò)大的情況下，采用人工隨時(shí)校正的方法。即溫度變化之后，在新的溫度環(huán)境下重新運(yùn)行校正程序，重新設(shè)定存儲(chǔ)器中的參數(shù)，使觸點(diǎn)位置與現(xiàn)實(shí)位置保持一致。但是這些操作對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，非常的不方便。總之，現(xiàn)有的電容式觸摸屏在使用過(guò)程中除了對(duì)環(huán)境溫度要求較高外，還需定期進(jìn)行溫度校正，而溫度校正又必須經(jīng)由受過(guò)培訓(xùn)的專業(yè)人員才能進(jìn)行，且程序十分復(fù)雜，因此用戶在使用和維護(hù)過(guò)程中十分不便。開發(fā)一種能自動(dòng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)碾娙菔接|摸屏系統(tǒng)勢(shì)在必行。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移校正不便的問(wèn)題，提供一種自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的裝置。本實(shí)用新型是采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的裝置，包括MCU、觸摸檢測(cè)裝置、電容式觸摸屏、接口電路，觸摸屏檢測(cè)裝置的輸入與觸摸屏相連，觸摸檢測(cè)裝置的輸出接MCU的輸入，接口電路位于MCU與主機(jī)CPU之間，其特征在于，所述MCU還連接有溫度檢測(cè)裝置和Flash閃存。其中，所述的溫度檢測(cè)裝置為數(shù)字式溫度傳感器，它的輸出與MCU的輸入/輸出腳相連。其中，所述的溫度檢測(cè)裝置為模擬式溫度傳感器，它的輸出接Α/D轉(zhuǎn)換電路的輸入，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出與MCU的輸入/輸出腳相連。其中，所述的溫度檢測(cè)裝置為模擬式溫度傳感器，它的輸出接MCU內(nèi)的Α/D轉(zhuǎn)換電路的輸入。有益效果本實(shí)用新型解決了用戶使用過(guò)程中最頭痛的問(wèn)題，大大方便了用戶，必須的初始化過(guò)程可在出廠時(shí)運(yùn)行，用戶接上電源和數(shù)據(jù)線即可使用，且不論溫度如何變化，均可保證其準(zhǔn)確性；方法易行可靠，軟硬件易于實(shí)現(xiàn)，是對(duì)觸摸屏性能的一次革命性變革，可大大提高其性能檔次，夸大其應(yīng)用范圍，解決了溫差較大環(huán)境中觸摸屏的使用問(wèn)題。

圖I是本實(shí)用新型的自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫度漂移的觸摸屏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖；圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例的電路原理圖； 圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例的軟件流程圖；圖4是本實(shí)用新型的數(shù)字式溫度傳感器的接線示意圖；圖5是本實(shí)用新型的模擬式溫度傳感器和單獨(dú)的Α/D轉(zhuǎn)換器的接線示意圖；圖6是本實(shí)用新型的模擬式溫度傳感器和MCU內(nèi)置Α/D傳感器的接線示意圖；圖7是本實(shí)用新型的實(shí)施例中某定點(diǎn)坐標(biāo)歲溫度變化的樣本；圖8是本實(shí)用新型的實(shí)施例中某定點(diǎn)坐標(biāo)歲溫度變化的曲線。附圖標(biāo)記IMCU 2觸摸檢測(cè)裝置3電容式觸摸屏4接口電路5Flash閃存6溫度檢測(cè)裝置具體實(shí)施方式
為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖I-圖6，一種自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的裝置，包括MCUl (即多點(diǎn)控制器，如采用現(xiàn)有技術(shù)加以實(shí)現(xiàn))、觸摸檢測(cè)裝置2、電容式觸摸屏3、接口電路4、Flash閃存5和溫度檢測(cè)裝置6，如圖I所示，觸摸檢測(cè)裝置2的輸入與電容式觸摸屏3相連，觸摸檢測(cè)裝置2的輸出接MCUl的輸入，接口電路4位于MCUl與主機(jī)CPU之間，MCUl還連接有溫度檢測(cè)裝置6和Flash閃存5.溫度檢測(cè)裝置6可采用圖4或圖5所示的溫度傳感器。本實(shí)施例的電路原理圖如圖2所示。具體實(shí)施時(shí)MCUl可采用AMTEL公司的AT89S52單片機(jī)，觸摸檢測(cè)裝置2可采用TI公司的專用芯片ADS7845，F(xiàn)lash閃存5采用XICOR公司的X5045，溫度檢測(cè)裝置6采用DS1620，接口采用RS-232穿行接口。上述的硬件系統(tǒng)連接好后，接可以開始執(zhí)行觸摸屏的操作了。圖3所示為溫度修正程序的流程圖。結(jié)合本例的硬件電路，采用了對(duì)溫差進(jìn)行分段的方法進(jìn)行數(shù)據(jù)修正，可以簡(jiǎn)化溫度修正程序的復(fù)雜度，提高系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間。本例以10攝氏度為梯度進(jìn)行修正比較合理，既不會(huì)影響系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，又可以極大限度提高觸點(diǎn)坐標(biāo)的準(zhǔn)確性。本實(shí)用新型的各部件的功能及工作原理如下本實(shí)用新型的目的在于改善上述溫度漂移現(xiàn)象，提高電容式觸摸屏工作的可靠性。其主要部件包括溫度檢測(cè)裝置6，MCU1，用于存儲(chǔ)相關(guān)參數(shù)的Flash閃存5，觸摸檢測(cè)裝置2和接口電路4.本系統(tǒng)通過(guò)測(cè)量環(huán)境溫度，同時(shí)在控制系統(tǒng)的微處理器(MCU)中采用軟件修正的方法，解決了傳統(tǒng)電容式觸摸屏存在的溫度漂移問(wèn)題。本實(shí)用新型中MCU是中央處理單元，控制各種操作狀態(tài)和過(guò)程。可供選用的微處理芯片種類很多，例如ATMEL51單片機(jī)、各種品牌的CPU\用FPGA等邏輯電路實(shí)現(xiàn)的微處理器。溫度檢測(cè)裝置，可采用的是數(shù)字溫度傳感器，用于探測(cè)環(huán)境溫度。溫度傳感器也可以采用模擬溫度傳感器，如熱敏電阻、熱電偶等，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置得到數(shù)字溫度值。觸摸檢測(cè)裝置，可以采用通用模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，也可以采用專用模數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，如ADS7845，它將電容式觸摸屏上的電壓信息進(jìn)行處理，從而幫助中央控制單元確定觸點(diǎn)的位 置。接口電路，負(fù)責(zé)傳送中央處理單元和主機(jī)CPU之間的數(shù)據(jù)，其刑事可以采用RS-232串口、并口、或者USB接口等。本實(shí)用新型工作過(guò)程如下系統(tǒng)首次通電以后，必須運(yùn)行校正程序才能正常工作，這對(duì)所有的觸摸屏控制系統(tǒng)都是相同的，本實(shí)用新型所不同的是，在校正過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)檢測(cè)溫度參數(shù)，由溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)出此時(shí)的溫度值，并且存儲(chǔ)到Flash閃存中。校正之后，系統(tǒng)就可以正常工作了。在實(shí)施例中，系統(tǒng)隨時(shí)檢測(cè)環(huán)境溫度，并檢測(cè)有沒(méi)有觸摸發(fā)生。當(dāng)有觸摸發(fā)生時(shí)，單片機(jī)把當(dāng)前溫度和校正時(shí)的溫度值相比較，若溫差超過(guò)了規(guī)定的梯度，則運(yùn)行修正程序，修正由于溫度變化引起的觸點(diǎn)坐標(biāo)漂移的現(xiàn)象，保證觸點(diǎn)坐標(biāo)在任何溫度下都不變化或者在很小的范圍內(nèi)變化。這樣就可以避免觸點(diǎn)位置與現(xiàn)實(shí)位置不一致的情況發(fā)生了。在實(shí)施例中，采取了以10攝氏度為一個(gè)梯度的做法，剛?cè)灰部梢愿鶕?jù)需要采取以5攝氏度為一個(gè)梯度，或者其他梯度。假設(shè)觸摸屏在二十?dāng)z氏度(tQ)時(shí)進(jìn)行了一次校正，溫度檢測(cè)裝置會(huì)檢測(cè)出t0這個(gè)溫度信息，然后通過(guò)中央控制單元微處理器把這個(gè)信息存在Flash中，此后在使用過(guò)程中，如果溫度上升到70攝氏度(tl)，溫度檢測(cè)裝置會(huì)及時(shí)檢測(cè)到tl這個(gè)溫度信息，通過(guò)中央控制單元把tl與Flash中的t0進(jìn)行比較，因?yàn)橛袦囟茸兓詴?huì)運(yùn)行溫度修正程序。圖7所示為電容式觸摸屏上某一固定點(diǎn)坐標(biāo)值歲溫度變化的情況。由圖易見(jiàn)，隨著溫度的升高，此定點(diǎn)的坐標(biāo)值會(huì)發(fā)生很大變化。根據(jù)此表格，可以繪制出坐標(biāo)值隨溫度變幻的曲線(如圖8所示)。根據(jù)曲線，建立相應(yīng)的方程，無(wú)論溫度如何變化，都能通過(guò)修正達(dá)到20攝氏度時(shí)(to)的正確坐標(biāo)值，在此實(shí)施例中，把溫度-坐標(biāo)值曲線近似為一條直線，建立方程
V=Ax+b。其中，V為修正以后的坐標(biāo)值，X為觸摸檢測(cè)裝置送給MCU的實(shí)測(cè)值，a, b為系數(shù)，其取值通常和溫度喲管，需要通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得。a的范圍通常在O. 6到I. 5之間，也可尋求a和Λ & (At=Vt0)的關(guān)系式，如選擇a=l+0. 003*At/10，b的范圍通常在O至Ij 100之間；盡管有50°的溫度偏差，但是通過(guò)溫度修正程序的運(yùn)行，觸摸屏上的觸點(diǎn)位置與顯示器上的顯示位置仍然沒(méi)有偏差。這對(duì)于精度要求高的場(chǎng)合非常適用。如果采用常規(guī)的觸摸屏控制系統(tǒng)，就會(huì)在溫度變化較大時(shí)，觸點(diǎn)位置與顯示位置偏差很大，甚至達(dá)到一至二厘米的差距。[0038]在本系統(tǒng)中，采用了 Flash記錄校正時(shí)的參考溫度，所以在系統(tǒng)掉電以后，這個(gè)溫度信息還能繼續(xù)保存，等下次開機(jī)之后，即使環(huán)境溫度變化，也不會(huì)影響到工作的可靠性。這樣就不 用在每次開機(jī)以后進(jìn)行校正程序了，省去了許多麻煩。溫度檢測(cè)裝置的靈敏度和可以檢測(cè)的溫度范圍都是可以自由選擇的，比如采用某些數(shù)字溫度傳感器，他的溫度檢測(cè)誤差在2攝氏度以內(nèi)，可檢測(cè)的溫度范圍從零下55度到零上125度，這對(duì)于一般的環(huán)境來(lái)說(shuō)就足夠用了。當(dāng)然也可以選擇其他形式的溫度傳感器，比如采用熱敏電阻等模擬測(cè)溫裝置，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換來(lái)獲得溫度信息，只是這樣做的精度可能稍微差一些。在一些要求不高的場(chǎng)合，這樣做有助于降低成本。至于溫度修正程序，可以有多種實(shí)現(xiàn)方法。在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，系統(tǒng)的應(yīng)用主要強(qiáng)調(diào)觸摸屏的響應(yīng)速度，所以采用的溫度修正程序較為簡(jiǎn)單。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，溫度變化在10攝氏度以內(nèi)時(shí)，觸點(diǎn)坐標(biāo)與現(xiàn)實(shí)坐標(biāo)偏差不大，對(duì)于1024*1024的分辨率來(lái)說(shuō)，最大偏差為3個(gè)像素。這樣的偏差人眼是不容易分辨的。所以系統(tǒng)的溫度修正程序把溫度偏差進(jìn)行分檔，以10攝氏度溫差為一個(gè)梯度進(jìn)行修正。溫差在10攝氏度以內(nèi)，不進(jìn)行修正。溫度修正程序的算法也要和中央處理單元微處理器結(jié)合起來(lái)考慮，如果處理器選擇比較普通的單片機(jī)，那么溫度修正算法就不能太復(fù)雜，否則會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的響應(yīng)速度。如果MCU選擇高速的DSP等，則可以適當(dāng)增加溫度修正算法的復(fù)雜度。在本實(shí)施例中，MCU采用ATMEL公司的AT89S52，溫度修正程序采用以10攝氏度分檔的算法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和實(shí)際使用的驗(yàn)證，幾乎對(duì)觸摸屏系統(tǒng)的觸摸響應(yīng)速度沒(méi)有影響。采用了上述處理方法，可以把觸摸屏系統(tǒng)中所有的由于溫度變化引起的觸點(diǎn)位置與顯示位置的偏差排除，并且所有過(guò)程都在觸摸屏控制器上自動(dòng)完成，不需要增加用戶的額外操作，方便快捷。以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的裝置，包括MCU、觸摸檢測(cè)裝置、電容式觸摸屏、接口電路，觸摸屏檢測(cè)裝置的輸入與觸摸屏相連，觸摸檢測(cè)裝置的輸出接MCU的輸入，接口電路位于MCU與主機(jī)CPU之間，其特征在于，所述MCU還連接有溫度檢測(cè)裝置和Flash閃存。
2.格局權(quán)利要求I所述的自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的裝置，其特征在于，所述的溫度檢測(cè)裝置為數(shù)字式溫度傳感器，它的輸出與MCU的輸入/輸出腳相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的裝置，其特征在于，所述的溫度檢測(cè)裝置為模擬式溫度傳感器，它的輸出接Α/D轉(zhuǎn)換電路的輸入，Α/D轉(zhuǎn)換電路的輸出與MCU的輸入/輸出腳相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的裝置，其特征在于，所述的溫度檢測(cè)裝置為模擬式溫度傳感器，它的輸出接MCU內(nèi)的Α/D轉(zhuǎn)換電路的輸入。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種自動(dòng)消除電容式觸摸屏觸點(diǎn)坐標(biāo)溫差漂移的裝置，包括MCU、觸摸檢測(cè)裝置、電容式觸摸屏、接口電路，觸摸屏檢測(cè)裝置的輸入與觸摸屏相連，觸摸檢測(cè)裝置的輸出接MCU的輸入，接口電路位于MCU與主機(jī)CPU之間，所述MCU還連接有溫度檢測(cè)裝置和Flash閃存。電容式觸摸屏的MCU根據(jù)檢測(cè)到的溫度與初始溫度的變化，在軟件的控制下按設(shè)定的公式自動(dòng)進(jìn)行坐標(biāo)點(diǎn)的補(bǔ)償和校正，無(wú)需人工干預(yù)即可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)溫度補(bǔ)償。
文檔編號(hào)G06F3/044GK202600668SQ201220206570
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者蘇偉, 陳志軍, 何鵬 申請(qǐng)人:深圳市志凌偉業(yè)技術(shù)有限公司