專利名稱：一種五線電阻屏控制電路及電壓采樣電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及觸摸屏技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種五線電阻屏控制電路及電壓采樣電路。
背景技術(shù)：
隨著科學技術(shù)的進步和社會的發(fā)展，越來越多的電子產(chǎn)品逐漸走進人們的日常生活。與此同時，人們對電子產(chǎn)品的人性化設(shè)計及人機交互功能的要求也越來越高，于是，通過工程師們的不斷創(chuàng)新，觸摸屏類產(chǎn)品應(yīng)運而生。使用觸摸屏的過程中，可以通過手指的觸摸而進行操作，這種操作方法因更為簡單、更為直觀而越來越受到人們的青睞。目前，從鋪天蓋地的觸屏手機、觸屏平板電腦以及各種觸屏的電子產(chǎn)品中可以看出，越來越多的產(chǎn)品將走向觸屏時代。目前，多數(shù)產(chǎn)品中主要用到兩種觸摸屏:電阻觸摸屏和電容觸摸屏。其中，電阻屏按材質(zhì)構(gòu)成的不同，主要分為四線電阻屏和五線電阻屏兩種。五線電阻屏的使用壽命比四線電阻屏長，而其他參數(shù)又與四線電阻屏基本相同，所以五線電阻屏相對四線電阻屏會得到更加廣泛的應(yīng)用。五線電阻屏在應(yīng)用中，主要使用了五線電阻屏控制芯片，這種芯片集成了五線電阻屏的控制電路和ADC轉(zhuǎn)換電路，應(yīng)用過程中，可以通過該觸摸屏控制芯片而完成坐標掃描，并從控制芯片中讀出經(jīng)過ADC轉(zhuǎn)換的采樣信號，確定觸摸屏上所觸摸的坐標。盡管觸摸屏控制芯片的功能較為齊全，但是其價格較高，一般需要七到八美元，即使采用傳統(tǒng)的逐次比較型的16位ADC轉(zhuǎn)換器，其成本也達到五美元左右，這種價格高昂的控制芯片，為電子產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)增加了很大的成本負擔。

實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，提供一種五線電阻屏控制電路及電壓采樣電路，以降低電子產(chǎn)品的整機成本。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案。一種五線電阻屏控制電路及電壓采樣電路，其包括有:一五線電阻屏，其包括有一阻性層及一導電層；一多路選擇模塊，其多路輸入端分別為高電平端及低電平端，其多路輸出端分別連接五線電阻屏的阻性層的左上角、右上角、左下角及右下角，該多路選擇模塊用于將其多路輸入端和多路輸出端選通，使五線電阻屏的阻性層產(chǎn)生橫向坐標電壓信號和縱向坐標電壓信號；一脈沖產(chǎn)生電路，所述導電層所采集的電壓信號經(jīng)過一運放電路處理后而傳輸至脈沖產(chǎn)生電路的第一輸入端，該導電層所采集的電壓信號還傳輸至脈沖產(chǎn)生電路的第二輸入端，所述脈沖產(chǎn)生電路用于將其第一輸入端和第二輸入端的兩個電壓信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號且傳輸至一 Σ-AADC轉(zhuǎn)換器的電壓米樣端口。優(yōu)選地，所述多路選擇模塊包括有第一多路選擇器及第二多路選擇器，其中:所述第一多路選擇器的輸出端XO及輸出端Xl均連接阻性層左上角，輸出端YO及輸出端Zl均連接阻性層右上角，輸出端Yl及輸出端ZO均連接阻性層左下角，其輸入端X及輸入端Y均為高電平端，輸入端Z為低電平端，其控制端A、控制端B及控制端C相互連接后作為第一控制端而連接至CPU的I/O 口，其使能端EN用于輸入使能控制信號；所述第二多路選擇器的輸出端Yl連接阻性層右下角，其輸入端Y為低電平端，其控制端B作為第二控制端而連接至CPU的I/O 口，其使能端EN接地。優(yōu)選地，所述第二多路選擇器還構(gòu)成脈沖產(chǎn)生電路，該第二多路選擇器的輸出端Xi和輸出端XO分別作為脈沖產(chǎn)生電路的第一輸入端和第二輸入端，該第二多路選擇器的輸入端X作為脈沖產(chǎn)生電路的輸出端而連接至Σ - Λ ADC轉(zhuǎn)換器的電壓采樣端口，該第二多路選擇器的控制端B作為ADC控制信號輸入端而連接至CPU的I/O 口。優(yōu)選地，所述運放電路包括有一運算放大器，所述運算放大器的同相端通過第八電阻的而連接至3.3V/2電源端，其反相端連接有第九電阻，該第九電阻的另一端為運放電路的輸入端，該運算放大器的輸出端連接至脈沖產(chǎn)生電路的第一輸入端，該運算放大器的反相端和輸出端之間連接有一反饋電阻。優(yōu)選地，該電路還包括有一電壓跟隨電路，其輸入端連接于導電層，其輸出端分別連接至CPU外部中斷引腳、運放電路的輸入端和脈沖產(chǎn)生電路的第二輸入端。優(yōu)選地，所述電壓跟隨電路包括有一電壓跟隨器，所述電壓跟隨器的同相端連接至導電層，其輸出端與反相端相連且二者的連接點連接有第七電阻，該第七電阻的另一端作為電壓跟隨器的輸出端，該電壓跟隨器的輸出端還通過第四電容接地。優(yōu)選地，該電路還包括有一啟動控制模塊，其輸入端連接于CPU的I/O 口，其輸出端連接于導電層，用于執(zhí)行CPU的控制指令而啟動或者鎖定五線電阻屏。優(yōu)選地，所述啟動控制模塊設(shè)有一使能控制端，該使能控制端用于輸出使能控制信號至多路選擇模塊的使能端ΕΝ。優(yōu)選地，所述啟動控制模塊包括有一 NPN管及一 PNP管，所述NPN管的集電極為使能控制端，該集電極還通過第一電阻而連接至高電平端，所述NPN管的發(fā)射極接地，其基極還通過第二電阻及第三電阻而連接至PNP管的基極，該PNP管的發(fā)射極連接至高電平端，其集電極通過第四電阻而連接至導電層，所述導電層還連接CPU外部中斷引腳，所述第二電阻與第三電阻的連接點作為啟動控制模塊的輸入端。優(yōu)選地，所述第一多路選擇器及第二多路選擇器的芯片型號均為74HC4053。本實用新型公開的五線電阻屏控制電路及電壓采樣電路中，采用簡單的多路選通的方法而實現(xiàn)了對五線電阻屏的控制，同時，采用Σ-AADC轉(zhuǎn)換器將按壓點的橫、縱坐標電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號而輸送至CPU作進一步處理。其中，由于多路選擇電路是由價格低廉的多路選擇芯片構(gòu)成的，同時，AD轉(zhuǎn)換也采用了價格低廉且高精度的16位S-AADCR換器，因此，本實用新型相比現(xiàn)有的采用五線電阻屏專用控制芯片的方法，極大地降低了電子產(chǎn)品的整機成本，適合電子產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)，為五線電阻屏控制技術(shù)和采樣技術(shù)的進一步發(fā)展做出了突出的貢獻。

圖1為本實用新型的電路框圖。圖2為多路選擇|旲塊的電路原理圖。圖3為電壓跟隨電路的原理圖。[0020]圖4為運放電路的原理圖。圖5為啟動控制模塊的電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作更加詳細的描述。本實用新型公開一種五線電阻屏控制電路及電壓采樣電路，如圖1所示，其包括有:一五線電阻屏10，其包括有一阻性層及一導電層TP-SG 多路選擇模塊20，其多路輸入端分別為高電平端TP-VCC及低電平端TP-GND，其多路輸出端分別連接五線電阻屏10的阻性層的左上角TP-LT、右上角TP-RT、左下角TP-LL及右下角TP-RL，該多路選擇模塊20用于將其多路輸入端和多路輸出端選通，使五線電阻屏10的阻性層產(chǎn)生橫向坐標電壓信號和縱向坐標電壓信號；一脈沖產(chǎn)生電路60,所述導電層TP-SG所米集的電壓信號經(jīng)過一運放電路40處理后而傳輸至脈沖產(chǎn)生電路60的第一輸入端TP-NSG,該導電層TP-SG所采集的電壓信號還傳輸至脈沖產(chǎn)生電路60的第二輸入端TP-PSG，所述脈沖產(chǎn)生電路60用于將其第一輸入端TP-NSG和第二輸入端TP-PSG的兩個電壓信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號且傳輸至一 Σ - Λ ADC轉(zhuǎn)換器80的電壓采樣端口。上述電路結(jié)構(gòu)中，多路選擇模塊20將其多路輸入端的高、低電平與五線電阻屏10阻性層的四個引腳選通，當阻性層的左上角TP-LT及右上角TP-RT均為高電平，左下角TP-LL及右下角TP-RL均為低電平時，導電層TP-SG采集按壓點的縱向坐標電壓信號；當阻性層的左上角TP-LT及左下角TP-LL均為高電平，右上角TP-RT及右下角TP-RL均為低電平時，導電層TP-SG采集按壓點的橫向坐標電壓信號。該導電層TP-SG所采集的電壓信號經(jīng)運放電路40處理后而傳輸至脈沖產(chǎn)生電路60的第一輸入端TP-NSG，該電壓信號還直接傳輸至脈沖產(chǎn)生電路60的第二輸入端TP-PSG。由于Σ-AADC轉(zhuǎn)換器80的電壓采樣端具有濾除恒壓直流信號的作用，所以，本實用新型將導電層TP-SG所采集的電壓信號經(jīng)脈沖產(chǎn)生電路60轉(zhuǎn)換為脈沖信號后，傳輸至Σ-Λ ADC轉(zhuǎn)換器80的電壓采樣端口。本實用新型公開的五線電阻屏控制電路及電壓采樣電路中，采用簡單的多路選通的方法而實現(xiàn)了對五線電阻屏的控制，同時，采用Σ-AADC轉(zhuǎn)換器80將按壓點的橫、縱坐標電壓信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號而輸送至CPU作進一步處理。其中，由于多路選擇電路是由價格低廉的多路選擇芯片構(gòu)成的，同時，AD轉(zhuǎn)換也采用了價格低廉且高精度的16位Σ-AADC轉(zhuǎn)換器，因此，本實用新型相比現(xiàn)有的采用五線電阻屏專用控制芯片的方法，極大地降低了電子產(chǎn)品的整機成本，適合電子產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)，為五線電阻屏控制技術(shù)和采樣技術(shù)的進一步發(fā)展做出了突出的貢獻。結(jié)合圖1及圖2所示，多路選擇模塊20包括有第一多路選擇器Ul及第二多路選擇器U2，其中:所述第一多路選擇器Ul的輸出端XO及輸出端Xl均連接阻性層左上角TP-LT，輸出端YO及輸出端Zl均連接阻性層右上角TP-RT，輸出端Yl及輸出端ZO均連接阻性層左下角TP-LL，其輸入端X及輸入端Y均為高電平端TP-VCC，輸入端Z為低電平端TP-GND，其控制端Α、控制端B及控制端C相互連接后作為第一控制端TP-CTRA而連接至CPU的I/O口，其使能端EN用于輸入使能控制信號；所述第二多路選擇器U2的輸出端Yl連接阻性層右下角TP-RL，其輸入端Y為低電平端TP-GND，其控制端B作為第二控制端TP-CTRB而連接至CPU的I/O 口，其使能端EN接地。上述電路結(jié)構(gòu)的工作原理結(jié)合下表所示:
權(quán)利要求1.一種五線電阻屏控制電路及電壓采樣電路，其特征在于，該電路包括有: 一五線電阻屏(10 )，其包括有一阻性層及一導電層(TP-SG)； 一多路選擇模塊(20 )，其多路輸入端分別為高電平端(TP-VCC)及低電平端(TP-GND)，其多路輸出端分別連接五線電阻屏(IO )的阻性層的左上角(TP-LT )、右上角(TP-RT )、左下角(TP-LL)及右下角(TP-RL)，該多路選擇模塊(20)用于將其多路輸入端和多路輸出端選通，使五線電阻屏(10)的阻性層產(chǎn)生橫向坐標電壓信號和縱向坐標電壓信號； 一脈沖產(chǎn)生電路(60 )，所述導電層(TP-SG)所采集的電壓信號經(jīng)過一運放電路(40 )處理后而傳輸至脈沖產(chǎn)生電路(60)的第一輸入端(TP-NSG)，該導電層(TP-SG)所采集的電壓信號還傳輸至脈沖產(chǎn)生電路(60)的第二輸入端(TP-PSG)，所述脈沖產(chǎn)生電路(60)用于將其第一輸入端(TP-NSG)和第二輸入端(TP-PSG)的兩個電壓信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號且傳輸至一 Σ - Λ ADC轉(zhuǎn)換器(80 )的電壓采樣端口。
2.如權(quán)利要求1所述的五線電阻屏控制電路，其特征在于，所述多路選擇模塊(20)包括有第一多路選擇器(Ul)及第二多路選擇器(U2)，其中: 所述第一多路選擇器(Ul)的輸出端XO及輸出端Xl均連接阻性層左上角(TP-LT)，輸出端YO及輸出端Zl均連接阻性層右上角 (TP-RT)，輸出端Yl及輸出端ZO均連接阻性層左下角(TP-LL)，其輸入端X及輸入端Y均為高電平端(TP-VCC)，輸入端Z為低電平端(TP-GND)，其控制端Α、控制端B及控制端C相互連接后作為第一控制端(TP-CTRA)而連接至CPU的I/O 口，其使能端EN用于輸入使能控制信號； 所述第二多路選擇器(U2)的輸出端Yl連接阻性層右下角(TP-RL)，其輸入端Y為低電平端(TP-GND)，其控制端B作為第二控制端(TP-CTRB)而連接至CPU的I/O 口，其使能端EN接地。
3.如權(quán)利要求2所述的五線電阻屏控制電路，其特征在于，所述第二多路選擇器(U2)還構(gòu)成脈沖產(chǎn)生電路(60)，該第二多路選擇器(U2)的輸出端Xl和輸出端XO分別作為脈沖產(chǎn)生電路(60)的第一輸入端(TP-NSG)和第二輸入端(TP-PSG)，該第二多路選擇器(U2)的輸入端X作為脈沖產(chǎn)生電路(60)的輸出端(ADC IN)而連接至Σ-ΛADC轉(zhuǎn)換器(80)的電壓采樣端口，該第二多路選擇器(U2)的控制端B作為ADC控制信號輸入端(ADC-CTR)而連接至CPU的I/O 口。
4.如權(quán)利要求1所述的五線電阻屏控制電路，其特征在于，所述運放電路(40)包括有一運算放大器(U4A)，所述運算放大器(U4A)的同相端通過第八電阻(R8)的而連接至3.3V/2電源端，其反相端連接有第九電阻(R9)，該第九電阻(R9)的另一端為運放電路(40)的輸入端，該運算放大器(U4A)的輸出端連接至脈沖產(chǎn)生電路(60)的第一輸入端(TP-NSG)，該運算放大器(U4A)的反相端和輸出端之間連接有一反饋電阻(R10)。
5.如權(quán)利要求4所述的五線電阻屏控制器，其特征在于，該電路還包括有一電壓跟隨電路(70)，其輸入端連接于導電層(TP-SG)，其輸出端分別連接至CPU外部中斷引腳(50)、運放電路(40)的輸入端和脈沖產(chǎn)生電路(60)的第二輸入端(TP-PSG)。
6.如權(quán)利要求5所述的五線電阻屏控制電路，其特征在于，所述電壓跟隨電路(70)包括有一電壓跟隨器(U3A)，所述電壓跟隨器(U3A)的同相端連接至導電層(TP-SG)，其輸出端與反相端相連且二者的連接點連接有第七電阻(R7)，該第七電阻(R7)的另一端作為電壓跟隨器(U3A)的輸出端，該電壓跟隨器(U3A)的輸出端還通過第四電容(R4)接地。
7.如權(quán)利要求1所述的五線電阻屏控制器，其特征在于，該電路還包括有一啟動控制模塊(30)，其輸入端(TP-CTRC)連接于CPU的I/O 口，其輸出端連接于導電層(TP-SG)，用于執(zhí)行CPU的控制指令而啟動或者鎖定五線電阻屏(10)。
8.如權(quán)利要求7所述的五線電阻屏控制電路，其特征在于，所述啟動控制模塊(30)設(shè)有一使能控制端(TP-EN)，該使能控制端(TP-EN)用于輸出使能控制信號至多路選擇模塊(20)的使能端EN。
9.如權(quán)利要求8所述的五線電阻屏控制器，其特征在于，所述啟動控制模塊(30)包括有一 NPN管(Ql)及一 PNP管(Q2)，所述NPN管(Ql)的集電極為使能控制端(TP-EN)，該集電極還通過第一電阻(Rl)而連接至高電平端(TP-VCC)，所述NPN管(Ql)的發(fā)射極接地，其基極還通過第二電阻(R2 )及第三電阻(R3 )而連接至PNP管(Q2 )的基極，該PNP管(Q2 )的發(fā)射極連接至高電平端(TP-VCC)，其集電極通過第四電阻(R4)而連接至導電層(TP-SG)，所述導電層(TP-SG)還連接CPU外部中斷引腳(50)，所述第二電阻(R2)與第三電阻(R3)的連接點作為啟動控制模塊(30 )的輸入端(TP-CTRC )。
10.如權(quán)利要求2所述的五線電阻屏控制器，其特征在于，所述第一多路選擇器(Ul)及第二多路選擇器(U2)的芯 片型號均為74HC4053。
專利摘要本實用新型公開一種五線電阻屏控制電路及電壓采樣電路，其包括有一五線電阻屏，其包括有一阻性層及一導電層；一多路選擇模塊，其多路輸入端分別為高電平端及低電平端，其多路輸出端分別連接五線電阻屏的阻性層的左上角、右上角、左下角及右下角；一脈沖產(chǎn)生電路，所述導電層所采集的電壓信號經(jīng)過一運放電路處理后而傳輸至脈沖產(chǎn)生電路的第一輸入端，該導電層所采集的電壓信號還傳輸至脈沖產(chǎn)生電路的第二輸入端，所述脈沖產(chǎn)生電路用于將其第一輸入端和第二輸入端的兩個電壓信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號且傳輸至一Σ-ΔADC轉(zhuǎn)換器的電壓采樣端口。本實用新型相比現(xiàn)有技術(shù)而言，極大地降低了電子產(chǎn)品的整機成本，適合電子產(chǎn)品的批量化生產(chǎn)。
文檔編號G06F3/045GK203025682SQ20122061261
公開日2013年6月26日 申請日期2012年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月19日
發(fā)明者黃善兵, 甘彥君 申請人:深圳市新國都技術(shù)股份有限公司