專利名稱：電阻式觸摸屏控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及控制電路，具體地說，涉及一種電阻式觸摸屏控制電路。
背景技術(shù)：
觸摸屏包含上下疊合的兩個透明層，其中，四線和八線觸摸屏包括兩層 具有相同表面電阻的透明阻性材料，五線和七線觸摸屏包括一個阻性層和一 個導(dǎo)電層，并且通常還要用一種彈性材料來將兩層隔開。
如

圖1所示為一種四線電阻式觸摸屏的控制電路示意圖，電阻觸摸屏的
主要部分是一塊與顯示器表面非常配合的電阻薄膜屏l]l、 ]12，這是一種多 層的復(fù)合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透明氧 化金屬(透明的導(dǎo)電電阻)導(dǎo)電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑 防刮的塑料層，其內(nèi)表面也涂有一層涂層、在它們之間有許多細小的(小于 1/1000英寸)的透明隔離點把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時， 兩層導(dǎo)電層在觸摸點位置就有了接觸，電阻發(fā)生變化，在X和Y兩個方向 上產(chǎn)生信號，然后送電阻式觸摸屏控制器。電阻式觸摸屏控制器通過接口時 序控制內(nèi)部電路開關(guān)管的導(dǎo)通，依次檢測x和y方向上的模擬信號，由模數(shù) 轉(zhuǎn)換器將檢測到模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，通過接口通道把數(shù)字信號傳給微 處理器，有微處理器根據(jù)接收到的數(shù)字信號計算出(x， y)的位置，并模擬 鼠標的方式運作。
具體地，結(jié)合圖l，該電路包括電阻式觸摸屏111、 112、驅(qū)動管101、 102、 103、 104、模數(shù)轉(zhuǎn)換器107以及邏輯控制模塊117。電路的基本工作原 理是首先，由微處理器通過接口時序118輸入邏輯控制信號，經(jīng)過邏輯控制模塊117處理后成為并行的邏輯控制信號來控制驅(qū)動管101、 102、 103、 104、開關(guān)109、模數(shù)轉(zhuǎn)換器105的工作狀態(tài)；接著，由模數(shù)轉(zhuǎn)換器105采樣 觸摸屏屏電阻的分壓電壓值，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器105把采樣的電壓值轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號；最后，微處理器通過接收模數(shù)轉(zhuǎn)換器105輸出的數(shù)字信號確定(x， y)的坐標。
以確定x方向的坐標為例，當(dāng)手指接觸觸摸屏?xí)r，微處理器發(fā)送輸入控 制信號118，經(jīng)過邏輯控制模塊117輸出邏輯控制信號116，輸出的邏輯控 制信號控制驅(qū)動管IOI、 102、 103、 104和模數(shù)轉(zhuǎn)換器107的工作狀態(tài)。'驅(qū) 動管102、 104導(dǎo)通，而驅(qū)動管IOI、 103斷開，開關(guān)109接到乂+113，即模 數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端108接到y(tǒng)+ 113。電源+Vcc經(jīng)過屏電阻111到地形成通 路，模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入端采樣x軸電阻分壓的電壓值，在完全采樣x軸電阻 分壓的電壓值并穩(wěn)定后，驅(qū)動管IOI、 102、 103、 104、開關(guān)109斷開，電源 +Vcc經(jīng)過屏電阻的通路到地的通路斷開，模數(shù)轉(zhuǎn)換器107進入保持以及轉(zhuǎn) 換階段。在模數(shù)轉(zhuǎn)換器107轉(zhuǎn)換完成后輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)遞給微處理器，從 而確定x方向的坐標。
確定y方向坐標的原理與取定x方向坐標的原理相同。 圖1中，模數(shù)轉(zhuǎn)換器107的+REF端105接電源電壓+Vcc， -REF端106 接地。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器105的滿刻度范圍可以表示為
滿刻度范圍(FSR) =V+REF—V—RE產(chǎn)+Vcc (公式l)
由于驅(qū)動管101、 102、 103、 104不是理想開關(guān)，具有導(dǎo)通電阻，在模 數(shù)轉(zhuǎn)換器107進行采樣階段，導(dǎo)通的NMOS驅(qū)動管103、 104和PMOS101、 102分別會產(chǎn)生壓降A(chǔ)Vn、 AVp，觸摸屏滿屏對應(yīng)的電壓值可以表示為
滿屏電壓值V(x+， y+)—V(x-, y-)=+Vcc—AVp —AVn (公式2)
所以，這種傳統(tǒng)的觸摸屏控制器電路的主要缺點在于首先，模數(shù)轉(zhuǎn)換 器會帶入失調(diào)誤差以及增益誤差，在具體的應(yīng)用中表示為觸摸屏不能滿屏顯
示；其次，模數(shù)轉(zhuǎn)換器107輸入端采樣的是電阻的分壓值，驅(qū)動管101、 102、 103、 104的導(dǎo)通電阻會隨著電源電壓，工藝和溫度的不同而變化。而觸摸屏 的材料以及尺寸會隨著應(yīng)用的不同變化，導(dǎo)致屏的電阻值大小也不同，從而 使AVn、 AVp的電壓不是一個定值。這樣就使得同樣的觸摸屏控制器針對不 同的觸摸屏以及電源電壓，其失調(diào)誤差和增益誤差也會不同，從而增加了應(yīng) 用的復(fù)雜性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，在于克服已有電阻式觸摸屏控制電路中的上述缺點，從
而提供了一種新型的電阻式觸摸屏控制電路。 本發(fā)明的電阻式觸摸屏控制電路，包括 電阻式觸摸屏，用于接收電阻變化，并產(chǎn)生該變化信號； 與該電阻式觸摸屏相連接的驅(qū)動管，用于驅(qū)動觸摸屏和有選擇地導(dǎo)通所
述變化信號；
與該電阻式觸摸屏相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對該變化信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)
換；
控制該驅(qū)動管的邏輯控制模塊；
該控制電路還包括一個采樣保持電路，該采樣電路通過輸入端與該電阻 式觸摸屏相連接，以及通過輸出端與該模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接。
具體地，所述變化信號包括x軸變化信號以及y軸變化信號，并分別通 過x軸信號輸出端以及y軸信號輸出端輸出。所述采樣電路的輸入端通過一 個開關(guān)電路擇一地與所述x軸信號輸出端以及y軸信號輸出端相連接。所述 驅(qū)動管包括有第一驅(qū)動管以及第二驅(qū)動管，所述第一驅(qū)動管連接有電源，并 且其輸出端與所述x軸信號輸出端相連接，所述第一驅(qū)動管連接有電源，并 且其輸出端與所述y軸信號輸出端相連接。可控制正與用戶接觸的接觸開關(guān)12附近的發(fā)光器件14閃爍，同時控制其余
的發(fā)光器件14關(guān)閉或發(fā)射低亮度的光。
接下來，控制器60確定輸入的接觸信息是否是預(yù)設(shè)的接觸信息(S84)。 即，通過將輸入的接觸信息與存儲在存儲單元20中的預(yù)設(shè)的接觸信息進行比 較，控制器60確定輸入的接觸信息是否包含在預(yù)設(shè)的接觸信息中。
在步驟S84，如果輸入的接觸信息是預(yù)設(shè)的接觸信息，則控制器60從存 儲單元20提取與該接觸信息對應(yīng)的命令并執(zhí)行該命令(S85)。然后，控制器 60控制顯示單元50將執(zhí)行的結(jié)果顯示為圖像或視頻(S86 )。
在步驟S84，如果輸入的接觸信息不是預(yù)設(shè)的接觸信息，則控制器60確 定是否設(shè)定輸入的接觸信息(S87)。在這種情況下，控制器60控制顯示單元 50顯示請求是否設(shè)定輸入的接觸信息的窗口。用戶選擇確認鍵16或取消鍵 18來確定是否設(shè)定輸入的接觸信息?？蛇x擇地，用戶可將控制器10程序化 以通過接觸傳感器IO確定是否設(shè)定輸入的接觸信息。例如，當(dāng)窗口被顯示在 顯示單元50上時，可使用在接觸傳感器10上的觸摸或兩次觸摸來代替確認 鍵或取消鍵的輸入。
如果用戶選擇確認鍵16，則控制器60根據(jù)用戶選擇信息設(shè)定將對應(yīng)于 輸入的接觸信息而被執(zhí)行的命令。即，控制器60控制顯示單元50顯示將對 應(yīng)于輸入的接觸信息而被執(zhí)行的命令(S88)。通過選擇顯示的通過確認鍵16 確認的命令，控制器60設(shè)定將根據(jù)輸入的接觸信息而^皮執(zhí)行的命令(S89 )。 然后控制器60控制存儲單元20存儲輸入的接觸信息和將根據(jù)輸入的接觸信 息而被執(zhí)行的命令(S90 )。
在步驟S87,如果用戶選擇取消鍵18,則控制器60確定接觸信息為錯誤 地輸入的接觸信息并終止與錯誤地輸入的接觸信息對應(yīng)的功能的執(zhí)行。
在這種情況下，用戶輸入的接觸信息可為用于修改預(yù)設(shè)的接觸信息的信 息或者為用于設(shè)定對應(yīng)于執(zhí)行的命令的新的接觸信息的信息。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于基于用戶的接觸來控制移動 通信終端的設(shè)備和方法允許利用各種方法輸入接觸信息。本發(fā)明的示例性實 施例還能夠使用戶直接設(shè)定或修改輸入控制功能的命令的方法。即，用戶可 以設(shè)定將對應(yīng)于通過接觸傳感器輸入的接觸信息而被執(zhí)行的命令，因此允許 創(chuàng)建移動通信終端的獨特的用戶接口 。
與現(xiàn)有的電阻式觸摸屏控制電路的原理類似，電阻式觸摸屏211、 212 用于接收電阻變化，并產(chǎn)生變化信號；驅(qū)動管201、 202、 203、 204由邏輯 控制模塊217控制，驅(qū)動觸摸屏并有選擇地導(dǎo)通該變化信號；模數(shù)轉(zhuǎn)換器207 對輸入信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換后，通過輸出端輸出數(shù)字信號。而本發(fā)明中增加的 采樣保持電路220，可對驅(qū)動管201、 202的輸出進行采樣，并通過其輸出端 將采樣結(jié)果傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器207。
具體地，變化信號包括x軸變化信號以及y軸變化信號，并分別通過x 軸信號輸出端213以及y軸信號輸出端215輸出。采樣保持電路的輸入端通 過一個開關(guān)電路219擇一地與x軸信號輸出端213以及y軸信號輸出端215 相連接。驅(qū)動管包括有第一驅(qū)動管202以及第二驅(qū)動管201，第一驅(qū)動管202 連接有電源+Vcc，并且其輸出端與所述x軸信號輸出端相連接215，第一驅(qū) 動管201也連接有電源，并且其輸出端與所述y軸信號輸出端相連接。
圖3是圖2采樣X軸坐標的等效電路原理圖。驅(qū)動管301、 302導(dǎo)通， 模數(shù)轉(zhuǎn)換器303的輸入端307接y+端，采樣觸摸屏屏電阻305的電阻分壓 值，采樣保持電路304采樣驅(qū)動管301導(dǎo)通時的漏端電壓，模數(shù)轉(zhuǎn)換器303 的+REF端309接采樣保持電路304的輸出端。
圖4是圖3中采樣保持電路304的等效電路結(jié)構(gòu)原理圖。本實施方式中， 該采樣保持電路主要包括一個假象的運算放大器410，該運算放大器包括第 一輸入端405、第二輸入端404以及輸出端402，本實施方式中，第一輸入 端405為負極輸入端，第二輸入端404為正極輸入端。 一個反饋電阻R2連 接于第二輸入端404和輸出端402之間，在第一輸入端405串聯(lián)有一個開關(guān) 電路409，并連接有一個濾波電容407，第二輸入端404串聯(lián)有一分壓電阻 408。
當(dāng)然，該采樣電路也可采用其它本領(lǐng)域中常用的設(shè)計結(jié)構(gòu)。 在采樣階段，開關(guān)409導(dǎo)通，Vin為驅(qū)動管的漏端電壓，對電容407充 電，充電時間為<formula>formula see original document page 9</formula>
公式(3)中的Ron是開關(guān)409的導(dǎo)通電阻。
假設(shè)放大器401是理想模型，其增益A為無窮大，則放大器401的輸入 端404、 405的電壓在整個放大器環(huán)路穩(wěn)定時相等，輸出端402 Vout的電壓 為
R2
Vout = Vin —R2R1(+Vcc —Vin) (公式4)
Vin = +Vcc —AVp (公式5)
公式(5)中AVp為驅(qū)動管301的導(dǎo)通壓降，在本專利中設(shè)計的驅(qū)動管 301、 302的導(dǎo)通電阻在典型條件下相等AVn=AVp，假如R1=R2。則公式(4) 可以表示為
Vout =十Vcc — 2 x AVp (公式6)
所以該實施方式中的觸摸屏控制中模數(shù)轉(zhuǎn)換器207的滿刻度范圍可以表
示為
滿刻度范圍(FSR) =V+REF—V-ref=+Vcc-2xAVp (公式7) 本發(fā)明的電阻式觸摸屏電路，相對于傳統(tǒng)的觸摸屏控制電路，具有以下
優(yōu)點1，提出了一個全新的電阻式觸摸屏控制器電路，相對于傳統(tǒng)的電阻式 觸摸屏控制器電路，該結(jié)構(gòu)加入了采樣保持電路，通過采樣保持電路使模數(shù) 轉(zhuǎn)換器的動態(tài)范圍與輸入滿量程保持一致，大大的降低了模數(shù)轉(zhuǎn)換器的失調(diào) 誤差和增益誤差，使模數(shù)轉(zhuǎn)換器的精度不會隨著觸摸屏的材料或尺寸的變化 而變化。
2，這種全新的電阻式觸摸屏控制電路只采用了一個采樣保持電路，通 過采樣保持電路的內(nèi)部環(huán)路的電阻分壓使輸出的電壓鏡像了驅(qū)動管NMOS 203、 204、 PMOS201、 202的導(dǎo)通電壓(參考圖2)。無需通過兩個采樣保 持電路來分別鏡像NMOS203、 204、 PMOS201、 202的導(dǎo)通電壓。由于驅(qū) 動管的導(dǎo)通電阻相對于觸摸屏的屏電阻所占的比例很小，即源漏的壓差很 小，而且該壓差還跟觸摸屏屏電阻的大小有關(guān)，要設(shè)計一個完全跟蹤驅(qū)動管 壓降的采樣保持電路很困難。這種采用一個采樣保持電路來模擬驅(qū)動管 NMOS以及PMOS的壓降，不僅使采樣的壓差增大了一倍，更加有利于采 樣保持電路的實現(xiàn)，而且降低了功耗以及芯片面積。
3，相對于高精度的電阻式觸摸屏控制電路(詳見美國專利US 6246394)， 這種全新的電阻式觸摸屏控制電路只會在采樣階段使觸摸屏有電流通路，在 模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換階段關(guān)斷觸摸屏的電流通路，大大的降低了功耗。
權(quán)利要求
1、一種電阻式觸摸屏控制電路，包括電阻式觸摸屏，用于接收電阻變化，并產(chǎn)生該變化信號；與該電阻式觸摸屏相連接的驅(qū)動管，用于有選擇地導(dǎo)通所述變化信號；與該電阻式觸摸屏相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對該變化信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；控制該驅(qū)動管的邏輯控制模塊；其特征在于還包括一個采樣保持電路，該采樣電路通過輸入端與該電阻式觸摸屏相連接，以及通過輸出端與該模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接。
7、 如權(quán)利要求6所述的電阻式觸摸屏控制電路，其特征在于，所述第 一輸入端串聯(lián)有一個開關(guān)電路。
8、 如權(quán)利要求7所述的電阻式觸摸屏控制電路，其特征在于，所述第 二輸入端通過一個反饋電阻與所述輸出端相連接，并通過一個分壓電阻與電 源相連接。
9、 如權(quán)利要求8所述的電阻式觸摸屏控制電路，其特征在于，所述第 一輸入端連接有一個濾波電容。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電阻式觸摸屏控制電路，包括電阻式觸摸屏，用于接收電阻變化，并產(chǎn)生該變化信號；與該電阻式觸摸屏相連接的驅(qū)動管，用于有選擇地導(dǎo)通所述變化信號；與該電阻式觸摸屏相連接的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于對該變化信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；控制該驅(qū)動管的邏輯控制模塊；本發(fā)明的電阻式觸摸屏控制電路還包括一個采樣保持電路，該采樣保持電路通過輸入端與該電阻式觸摸屏相連接，以及通過輸出端與該模數(shù)轉(zhuǎn)換器相連接。
文檔編號G06F3/045GK101101527SQ20071004438
公開日2008年1月9日 申請日期2007年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月31日
發(fā)明者余維學(xué), 王傳芳, 程劍濤 申請人:啟攀微電子(上海)有限公司