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基于电阻触摸屏和CPLD来实现多点触摸系统
发布时间:2017-11-14 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]-
改进后的解码器电路可以减小甚至消除混叠信号。首先，我们要做的是时钟速率提高，通常将时钟速率提高10-100倍。在图3中，I2C时钟从100kHz提高到4MHz。增加了同步电感厂家移位和采样使能信号(绿色)。 SFT是移位使能信号，SEN是采样时能信塑封电感器号。加入了时序控制模块，支持SFT至SEN延时调整(红色)，支持移位使能信号对使能延时调整进行采样。时序控制模块能够减小移位使能采样，使能延时可以增大移位使能。采样使能延时独立地控制每一列、每一行延时。
图3 改进后的电路减小了混叠信号(1)
电路是怎样去掉混叠信号的呢?在实际系统中并没有调整时序，时钟更快一些。RA到RE详细显示了产生混叠信号的触摸屏通路，包括ITO走线阻抗、I到RE。I到RE详细阐述了产生混叠信号的触摸屏通路。由于采用了电阻，从手指触点1到混叠信号脉冲的延时比较大，因此，控制采样使能时序会忽略它。如左下部的箭头所示，通过改进采样使能信号，可以消除混叠信号。图5详细显示了延时和时序变化。时钟频率还是比实际例子慢，以方便理解该图。第0列和第5列的采样时序不同，以消除混叠信号。虽然C5 SEN信号比C0 SEN信号滞后，但还是比最初设计短得多。设计人员的目标是根据触摸屏和PCB特性，使每一列和每一行的采样时序足够长，能够正确采样真正的触摸;同时采样时序还要足够短，从而可以忽略混叠信号。利用MAX II器件的可编程能力，使用JTAG可以迅速重新配置设计或者动态进行控制，很容易对电路进行调整。
图4 改进后的电路减小了混叠信号(2)
图5 改进后的电路减小共模电感器了混叠信号(3)
参考设计电路板非常简单(图6)。只需将MAX II器件直接连接至触摸屏的30个引脚，以及15×15 LED阵列。还有下载连接线J1，以及SPI或者I2C连接用的扩展插头J3。相对于I2C接口，LED阵列更容易进行交互式演示。
图6 演示电路板原理图
图7是MAX II电路结构图。它包括移位寄存器，含有来自时序控制模块的移位控制信号。时序控制模块还控制采样寄存器。为能够有效地演示时序变化的功率电感器影响，将使用JTAG源探测特性Mega向导以及Quartus II和MAX II系列支持的源探测编辑器。
图7 MAX II电路结构图
如图8所示，时序控制模块有4个状态，显示在左下角。“复位”驱动所有引脚为高电平，建立时间为16个时钟周期。“移位”将列扫描移到左侧。“等待”是从移位到采样的可编程延时。JTAG8模块控制延时，是从JTAG电缆下载的8位数值，控制来自Quartus源探测编辑器窗口。它还对内部节点进行采样，以便在Quartus中实时读取。“等待”周功率电感器期后，采样状态采集列数据。
图8 时序控制模块
MAX II是可编程逻辑器件，很容易采用免费的Quartus II设计工具对其进行定制，满足使用者的应用需求。同时，MAX II CPLD具有以下特性，非常适合数字电阻触摸屏解码：大量的I/O引脚，其中超低功耗MAX IIZ系列含有160个I/O，MAX II系列含有272个I/O，很少有处理器提供足够的I/O来解码数字电工字电贴片电感感阻触摸屏;所有MAX II器件都有内部振荡器和可编程内部I/O上拉电阻;MAX II器件支持在系统可编程，这样可以先设计印刷电路板，然后再调整时序;MAX II的功耗非常低，MAX IIZ适用于很多电池供电的便携式应用;最后，可编程MAX II能够灵活的支持需要标准或者专用接口的处理器。
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