專利名稱：紅外觸摸屏的串行控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種紅外觸摸屏控制技術(shù)，尤其是涉及一種紅外觸摸屏的串行控制電路。
背景技術(shù)：
紅外觸摸技術(shù)是一種比較成熟的人機交互技術(shù)。紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個電路板外框，電路板在顯示屏幕四邊均勻排布一對對的紅外線發(fā)射管和紅外接收管，在每對紅外線發(fā)射管和紅外接收管之間的紅外線構(gòu)成了一個紅外線的光線網(wǎng)格，這個網(wǎng)絡(luò)覆蓋在觸摸表面。任何不透光的物體接觸到觸摸屏表面就會阻擋到紅外線，導致接收不到信號或信號變?nèi)?，通過對信號強弱及紅外器件的位置計算，即可判定觸摸的位置。紅外觸摸屏的控制電路控制數(shù)字邏輯電路，依次選中每一個紅外線發(fā)射管和紅外接收管使其工作。為了選中不同的紅外線發(fā)射管和紅外接收管，需要給每個紅外線發(fā)射管和每個紅外接收管分配一個地址。分配地址的方式經(jīng)歷了以下幾種變革:I)絕對地址方式:每對紅外線發(fā)射管和紅外接收管都分配I個地址，比如一個82寸的紅外觸摸屏共有576對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，就需要576個地址，這樣需要10條地址線來控制576對紅外線發(fā)射管和紅外接收管。2)串行地址方式:每個電路板內(nèi)部使用絕對地址，電路板與電路板之間使用D觸發(fā)器達到串行依次選通的目的。通常I塊電路板上分布64對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，就需要6條地址線開控制，再加上串行選通需要的2條線，共需要使用8條連接線。綜上，現(xiàn)有的紅外觸摸屏普遍存在如下:由于紅外觸摸屏需要數(shù)量較大的若干對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，控制電路為了控制選通各對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，需要使用較多數(shù)量的地址線來連接各對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，從而導致控制電路在電路板上占有較大位置而導致導致電路板的寬度較大，限制了觸摸屏的應(yīng)用，比如要求觸摸框比較窄的地方，就無法滿足客戶要求。

實用新型內(nèi)容本實用新型提出一種紅外觸摸屏的串行控制電路，以解決目前紅外觸摸屏需要較多連接線(或地址線)來控制數(shù)量眾多的各對紅外線發(fā)射管和紅外接收管的技術(shù)問題。本實用新型采用如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種紅外觸摸屏的串行控制電路，其包括:多個發(fā)射板U1、U2、...和Un，每個發(fā)射板均包括:時鐘輸入端CP連接D_CLK信號線的D觸發(fā)器；清零端RST連接D觸發(fā)器的輸出端Q、時鐘輸入端CLK連接C0UNTER_CLK信號線的計數(shù)器；計數(shù)器的輸出端DO D5連接2個譯碼器，由2個譯碼器的多個輸出端構(gòu)成控制多對紅外線發(fā)射管和紅外接收管的控制矩陣；其中，發(fā)射板Ul上的D觸發(fā)器Dl的數(shù)據(jù)輸入端D連接D_CLK信號線，發(fā)射板Ui上的D觸發(fā)器Di的輸出端Q連接發(fā)射板Ui+1上D觸發(fā)器Di+1的數(shù)據(jù)輸入端D，i為小于η的正整數(shù)；[0011 ] D_CLK、D_DATA、C0UNTER_CLK和CE這4條信號線均連接控制器，由控制器通過D_CLK和D_DATA這兩條信號線控制某個D觸發(fā)器的輸出端Q輸出電平來片選該D觸發(fā)器所在的發(fā)射板，并通過控制C0UNTER_CLK信號線向該發(fā)射板上的計數(shù)器輸出的方波數(shù)量來選通控制矩陣中對應(yīng)該方波數(shù)量的一對紅外線發(fā)射管和紅外接收管。其中，2個譯碼器均為3-8譯碼器，其中一個譯碼器的輸入端連接在計數(shù)器的輸出端DO D2，另一個譯碼器的輸入端連接在計數(shù)器的輸出端D3 D5，且2個3_8譯碼器的輸出端構(gòu)成8x8的控制矩陣。其中，CE信號線連接至發(fā)射板Ul、U2、...和Un上譯碼器E21、E22、...和E2n。其中，控制器為單片機或FPGA。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益效果:1、本實用新型通過在每個發(fā)射板上設(shè)置一個D觸發(fā)器，通過D_CLK和D_DATA兩條信號線控制D觸發(fā)器的輸出端Q輸出電平來實現(xiàn)發(fā)射板板的片選，從而不會因為發(fā)射板的數(shù)量增加而需要增加地址線的數(shù)量。2、在每個發(fā)射板中，本實用新型利用計數(shù)器與2個3-8的譯碼器結(jié)合控制形成8x8矩陣的64對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，控制器通過C0UNTER_CLK信號線向計數(shù)器輸出下降沿的方波的數(shù)量，相應(yīng)在該發(fā)射板中選通對應(yīng)的一對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，具有控制簡單且占用控制器控制端口較少的特點。3、本實用新型可以實現(xiàn)包含電源在內(nèi)總共6個連接線控制所有對的紅外線發(fā)射管和紅外接收管，從而可以減少了發(fā)射板與發(fā)射板之間連接線的數(shù)量，可以使整個控制電路設(shè)計在一個物理尺寸較小、較窄的電路板上，適應(yīng)紅外觸摸屏需要使用窄電路板的場合。

圖1是本實用新型紅外觸摸屏的控制電路的示意圖。圖2是圖1中發(fā)射板Ul的具體電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型提出一種紅外觸摸屏的串行控制電路，其包括:控制器(比如單片機、FPGA等，圖1中未畫出)；n(n為大于I的正整數(shù))塊連接在地址總線上的發(fā)射板U1、U2、...和Un ;地址總線包括分別連接控制器的D_CLK、D_DATA、COUNTER_CLK和CE這4條信號線，以及電源線(圖1中未畫出)和地線(圖1中未畫出)，總共需要6條連接線就可以控制分布在各個發(fā)射板上的各對紅外線發(fā)射管和紅外接收管?，F(xiàn)對每個發(fā)射板的片選說明如下:1、D觸發(fā)器掛在地址總線上，通過D_CLK和D_DATA兩條信號線來控制，每個發(fā)射板Ul Un上分別設(shè)置I路D觸發(fā)器Dl Dn。D觸發(fā)器Di的輸出端Q分別作為每個發(fā)射板Ui的片選信號，也同時做為下一個發(fā)射板Ui+Ι上D觸發(fā)器Di+1的輸入，其中i為大于I且小于η的正整數(shù)。工作方式如下:首先控制器向D_DATA信號線輸出一個低電平，然后再向D_CLK信號線輸出一個上升沿脈沖，這時發(fā)射板Ul中D觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)使發(fā)射板Ul中D觸發(fā)器Dl的輸出Q = D_DATA=低電平；控制器再向D_DATA腳輸出一個高電平完成發(fā)射板Ul的片選動作。這時由于發(fā)射板Ul中D觸發(fā)器的輸出Q = 0V，發(fā)射板Ul處于選中狀態(tài)。發(fā)射板Ul被選中后，控制器可以通過COUNTER_CLK和CE兩條信號線來控制發(fā)射板Ul。2、當需要選擇發(fā)射板U2時，由于剛才選擇了發(fā)射板U1，發(fā)射板Ul上的D觸發(fā)器Dl的輸出是低電平。這時控制器只需要向D_CLK信號線輸出一個上升沿脈沖，這時發(fā)射板U1、發(fā)射板U2上的D觸發(fā)器的狀態(tài):發(fā)射板Ul上的D觸發(fā)器的輸出是高電平，發(fā)射板U2的D觸發(fā)器的輸出是低電平；當D_CLK信號線上出現(xiàn)一個上升沿時，發(fā)射板Ul和發(fā)射板U2上的兩個D觸發(fā)器同時翻轉(zhuǎn)，發(fā)射板Ul上的D觸發(fā)器的輸出是高電平，發(fā)射板U2上的D觸發(fā)器輸出是低電平。這樣就實現(xiàn)了發(fā)射板U2的片選，而同時發(fā)射板Ul不被選中。3、按照上述工作方式，當控制器再向0_0^信號線輸出I個上升沿后，可以實現(xiàn)發(fā)射板板U3的片選。依此類推,就可以實現(xiàn)所有發(fā)射板Ul Un的片選。綜上，本實用新型只需通過D_CLK和D_DATA兩條信號線就可以實現(xiàn)所有發(fā)射板U1、U2、...和Un的片選，而不會因為發(fā)射板總數(shù)的增加而需要額外增加地址線的條數(shù)。各個發(fā)射板Ul Un具有相同的電路結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖2所示，以發(fā)射板Ul的具體電路進一步描述本實用新型的實現(xiàn)原理。發(fā)射板Ul包括:D觸發(fā)器Dl，其數(shù)據(jù)輸入端D連接D_CLK信號線、時鐘輸入端CP連接D_CLK信號線、輸出端Q連接發(fā)射板U2上D觸發(fā)器D2的數(shù)據(jù)輸入端D ;計數(shù)器Cl的清零端RST連接D觸發(fā)器Dl的輸出端Q、時鐘輸入端CLK連接C0UNTER_CLK信號線、輸出端分別是D0-D5。計數(shù)器Cl的工作特點是:當清零端RST輸入高電平時，計數(shù)器Cl不工作，所有輸出端D0-D5均為低電平；當清零端RST輸入低電平時，計數(shù)器Cl開始工作，每當C0UNTER_CLK輸入I個下降沿時，計數(shù)器輸出加I。計數(shù)器Cl的輸出端D0、D1和D2連接到I個3_8譯碼器Ell ;計數(shù)器的輸出端D3、D4和D5連接到另I個3_8的譯碼器E21 ;兩個3_8的譯碼器Ell和E21分別輸出8路信號，組成8x8的矩陣，從而控制8x8 = 64對紅外線發(fā)射管和紅外接收管。當發(fā)射板Ul的片 選信號無效時，即D觸發(fā)器Dl的輸出端Q = I時，發(fā)射板Ul是不工作的；當發(fā)射板Ul的片選信號有效時，即D觸發(fā)器Dl的輸出端Q = O時，發(fā)射板Ul開始工作，計數(shù)器輸出全0，送到譯碼器Ell和E21后，選中第O個燈；控制器向C0UNTER_CLK輸出I個下降沿，計數(shù)器的輸出000001，送到譯碼器后選中第I對紅外線發(fā)射管和紅外接收管；控制器每次向C0UNTER_CLK輸出I個下降沿，計數(shù)器輸出加1，譯碼器選中下一對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，直到最后送出63個脈沖，選中第63對紅外線發(fā)射管和紅外接收管。CE信號線是一個總控開關(guān)，連接至發(fā)射板Ul、U2、...和Un上譯碼器E21、E22、...和E2n:當CE = O時，打開發(fā)射板U1、U2、...和Un上各個譯碼器E21、E22、...和E2n的輸出端分別控制的各個紅外線發(fā)射管，再選通的某個發(fā)射板上的2個譯碼器配合選擇控制選擇某個紅外接收管，實現(xiàn)控制選通某對紅外線發(fā)射管和紅外接收管；當CE = I時，關(guān)閉發(fā)射板、U2、...和Un上各個譯碼器E21、E22、...和E2n的輸出端分別控制的各個紅外線發(fā)射管，以免紅外線發(fā)射管長期工作而損壞。綜上，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下有益技術(shù)效果:1、本實用新型通過在每個發(fā)射板上設(shè)置一個D觸發(fā)器，通過D_CLK和D_DATA兩條信號線控制D觸發(fā)器的輸出端Q輸出電平來實現(xiàn)發(fā)射板板的片選，從而不會因為發(fā)射板的數(shù)量增加而需要增加地址線的數(shù)量。2、在每個發(fā)射板中，本實用新型利用計數(shù)器與2個3-8的譯碼器結(jié)合控制形成8x8矩陣的64對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，控制器通過C0UNTER_CLK信號線向計數(shù)器輸出下降沿的方波的數(shù)量，相應(yīng)在該發(fā)射板中選通對應(yīng)的一對紅外線發(fā)射管和紅外接收管，具有控制簡單且占用控制器控制端口較少的特點。3、本實用新型可以實現(xiàn)包含電源在內(nèi)總共6個連接線控制所有對的紅外線發(fā)射管和紅外接收管，從而可以減少了發(fā)射板與發(fā)射板之間連接線的數(shù)量，可以使整個控制電路設(shè)計在一個物理尺寸較小、較窄的電路板上，適應(yīng)紅外觸摸屏需要使用窄電路板的場合。以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種紅外觸摸屏的串行控制電路，其特征在于，該串行控制電路包括: 多個發(fā)射板U1、U2、...和Un，每個發(fā)射板均包括:時鐘輸入端CP連接D_CLK信號線的D觸發(fā)器；清零端RST連接D觸發(fā)器的輸出端Q、時鐘輸入端CLK連接COUNTER_CLK信號線的計數(shù)器；計數(shù)器的輸出端DO D5連接2個譯碼器，由2個譯碼器的多個輸出端構(gòu)成控制多對紅外線發(fā)射管和紅外接收管的控制矩陣； 其中，發(fā)射板Ul上的D觸發(fā)器Dl的數(shù)據(jù)輸入端D連接D_CLK信號線，發(fā)射板Ui上的D觸發(fā)器Di的輸出端Q連接發(fā)射板Ui+1上D觸發(fā)器Di+1的數(shù)據(jù)輸入端D，i為小于η的正整數(shù)； D_CLK、D_DATA、COUNTER_CLK和CE這4條信號線均連接控制器，由控制器通過D_CLK和D_DATA這兩條信號線控制某個D觸發(fā)器的輸出端Q輸出電平來片選該D觸發(fā)器所在的發(fā)射板，并通過控制COUNTER_CLK信號線向該發(fā)射板上的計數(shù)器輸出的方波數(shù)量來選通控制矩陣中對應(yīng)該方波數(shù)量的一對紅外線發(fā)射管和紅外接收管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外觸摸屏的串行控制電路，其特征在于，2個譯碼器均為3-8譯碼器，其中一個譯碼器的輸入端連接在計數(shù)器的輸出端DO D2，另一個譯碼器的輸入端連接在計數(shù)器的輸出端D3 D5，且2個3-8譯碼器的輸出端構(gòu)成8x8的控制矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外觸摸屏的串行控制電路，其特征在于，CE信號線連接至發(fā)射板 U1、U2、...和 Un 上譯碼器 E21、E22、...和 E2n。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述紅外觸摸屏的串行控制電路，其特征在于，控制器為單片機或FPGA。
專利摘要本實用新型公開一種紅外觸摸屏的串行控制電路，其包括控制器；多個發(fā)射板U1、U2、...和Un，每個發(fā)射板均包括時鐘輸入端CP連接D_CLK信號線的D觸發(fā)器；清零端RST連接D觸發(fā)器的輸出端Q、時鐘輸入端CLK連接COUNTER_CLK信號線的計數(shù)器；計數(shù)器的輸出端D0～D5連接2個譯碼器，由2個譯碼器的多個輸出端構(gòu)成控制多對紅外線發(fā)射管和紅外接收管的控制矩陣；由控制器通過D_CLK和D_DATA這兩條信號線控制某個D觸發(fā)器的輸出端Q輸出電平來片選該D觸發(fā)器所在的發(fā)射板，并通過控制COUNTER_CLK信號線向該發(fā)射板上的計數(shù)器輸出的方波數(shù)量來選通控制矩陣中對應(yīng)該方波數(shù)量的一對紅外線發(fā)射管和紅外接收管。本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，連接線數(shù)量較少，便于將串行控制電路布置在物理尺寸較窄的電路板上。
文檔編號G06F3/042GK202995679SQ20122057795
公開日2013年6月12日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日
發(fā)明者許軍 申請人:許軍