CN101414234A - 一种红外触摸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种红外触摸装置，其包括两个微处理器、四个接收模块、四个发送模块、一个接口模块，采用两个同步工作的微处理器和串入并出芯片结合，其中一个微处理器控制左部分的红外管扫描，另一个微处理器控制右部分的红外管扫描，每个微处理器在同一时刻控制一个红外发送管和一个红外接收管在工作，实现触摸装置在同一时刻有两对对应的红外管在工作，通过其中一个微处理器对最终的坐标信息进行汇总，经过接口模块，发送到计算机，本发明与现有技术相比，只用了两个微处理器控制红外管扫描，通过同一时刻有两对应的红外管在工作的方式，简化了电路的结构，降低了成本，通过接入串入并出芯片，扩展了输出口串行，更容易实现大屏幕触摸屏。

Description

一种红外触摸装置
技术领域
本发明涉及红外触摸定位技术，属于交互式电子显示系统领域，具体是指一种红外触摸装置。
背景技术
红外线触摸屏结构简单、不受电流、电压和静电干扰，并适宜在某些恶劣的环境条件下工作，具有高稳定性、高分辨率、安装方便、可用在各档次的计算机，其外壳加上一块钢化玻璃就能实现防尘、防暴、防水等诸多优点，使得红外线触摸屏异军突起，越来越成为触摸屏市场的主流产品。
公开号为CN2927174的中国实用新型专利，公开了一种抗干扰型红外触摸装置，通过在纵、横方向上排列的一组或多组发射模块和接收模块，并通过同步信号线和/或总线相连，实现扫描定位。但各接收模块和发射模块均包括有从微处理器，再通过总线接口与主微处理器相连。使得电路结构较复杂，需要用到多个微处理器。
公开号为CN101082850的中国发明专利，公开了一种使用总线结构实现扫描的红外触摸装置，通过在红外元件中嵌入解码芯片、使用总线方式实现红外元件的选通以及驱动或光电信号传输。其电路结构相对简单，但是红外元件的制作工艺难度大大增加，实现难度大，同时制作成本也相应增加。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种成本低、电路结构简单、适用范围广的红外触摸装置。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种红外触摸装置，其包括微处理器I、微处理器II、左发射模块、右发射模块、上发射模块I、上发射模块II、左接收模块、右接收模块、下接收模块I、下接收模块II、一个接口模块，所述微处理器I或者微处理器II通过接口模块与计算机连接；所述左发射模块、右发射模块、上发射模块I、上发射模块II中的每个发射模块均包括多组红外发射管，所述左接收模块、右接收模块、下接收模块I、下接收模块II中的每个接收模块均包括多组红外接收管，所述微处理器I分别与左发射模块、左接收模块、上发射模块I、下接收模块I连接，所述微处理器II分别与右发射模块、右接收模块、上发射模块II、下接收模块II连接。
所述微处理器I和微处理器II通过I/O端口直接控制红外发射管、红外接收管的选通。
所述微处理器I和微处理器II通过串入并出芯片控制红外发射管、红外接收管的选通。
为了更好得实现本发明，所述红外发射管连接有驱动红外发射管的三极管、实现输出口串行扩展的串入并出芯片。
为了更好得实现本发明，所述红外接收管连接有实现输出口串行扩展的串入并出芯片、用于读取数据的模拟开关芯片、用于红外管接收信号的放大系统。
为了更好得实现本发明，所述微处理器I和微处理器II通过电源线VCC、地线GND、基准同步信号线SYNC、I2C总线时钟线SCL、I2C总线数据线SDA相连接，采用同一个基准同步信号实现。
所述接口模块可采用串行接口或者USB接口等。
本发明红外触摸装置的工作原理如下：
微处理器I通过控制各I/O端口以及串入并出芯片实现上发射模块I、下接收模块I、左发射模块和左接收模块的红外管扫描；微处理器II通过控制各I/O端口以及串入并出芯片实现上发射模块II、下接收模块II、右发射模块和右接收模块的红外管扫描，其中，各串入并出芯片的输入端连接到微处理器I或微处理器II的I/O端口，输出端连接到红外管上，在同一时钟工作信号作用下，实现输出口串行扩展。通过行扫描和列扫描的形式，依次选通各对红外管。
每个微处理器在同一时刻控制一个红外发送管和一个红外接收管在工作，实现触摸装置在同一时刻有两对对应的红外管在工作，红外接收管接收到的红外发射管感应信号经过以放大管为核心的负压产生器、电阻、电容等分立元件配合的红外管接收信号放大系统进行放大。下接收模块I或左接收模块的放大信号通过微处理器I中的ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)，把红外管的光强信号变成数字信号；下接收模块II或右接收模块的放大信号通过微处理器II中的ADC，把红外管的光强信号变成数字信号。
微处理器II的数字信号通过I2C总线传送到微处理器I，微处理器I汇总微处理器I的数字信号和微处理器II的数字信号，检测出触摸目标的坐标信息，然后把检测到的坐标信息通过接口模块发送给计算机；或微处理器I的数字信号通过I2C总线传送到微处理器II，微处理器II汇总微处理器I的数字信号和微处理器II的数字信号，检测出触摸目标的坐标信息，然后把检测到的坐标信息通过接口模块发送给计算机。
本发明与现有技术相比，只用了两个微处理器控制红外管扫描，通过同一时刻有两对应的红外管在工作的方式，简化了电路的结构，降低了成本；通过接入串入并出芯片，扩展了输出口串行，更容易实现大屏幕触摸屏。
附图说明
图1是本发明红外触摸装置的硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1所示，本发明红外触摸装置，其包括有微处理器I(MCU1)、微处理器II(MCU2)、四个发射模块(包括左发射模块106、右发射模块111、上发射模块I 105、上发射模块II 109)、四个接收模块(包括左接收模块107、右接收模块110、下接收模块I 108、下接收模块II 112)、一个接口模块，所述微处理器I(MCU1)和微处理器II(MCU2)之间可通过电源线VCC、地线GND、基准同步信号线SYNC、I2C总线时钟线SCL、I2C总线数据线SDA相连接，采用同一个基准同步信号实现同步工作，所述微处理器I(MCU1)或者微处理器II(MCU2)通过接口模块连接计算机，该接口模块可采用串行接口或者USB接口，上述四个发射模块中的每个发射模块均包括有多组红外发射管，上述四个接收模块中的每个接收模块均包括有多组红外接收管，所述红外发射管和红外接收管采用行、列矩阵形式排布，所述微处理器I(MCU1)分别与左发射模块106、左接收模块107、上发射模块I 105、下接收模块I 108连接，所述微处理器II(MCU2)分别与右发射模块111、右接收模块110、上发射模块II 109、下接收模块II 112连接。
所述微处理器I(MCU1)和微处理器II(MCU2)可通过I/O端口直接控制红外发射管、红外接收管的选通，也可以通过串入并出芯片间接控制红外发射管、红外接收管的选通。
所述红外发射管连接有驱动红外发射管的三极管、实现输出口串行扩展的串入并出芯片；所述红外接收管连接有实现输出口串行扩展的串入并出芯片、用于读取数据的模拟开关芯片、以放大三极管为核心的负压产生器、电阻、电容等分立元件配合的红外管接收信号放大系统。
所述微处理器I(MCU1)和微处理器II(MCU2)输出同一工作时钟信号给所有串入并出芯片。
本发明红外触摸装置的微处理器I(MCU1)通过控制各I/O端口以及串入并出芯片实现上发射模块105、下接收模块108、左发射模块106和左接收模块107的红外管扫描；微处理器II(MCU2)通过控制各I/O端口以及串入并出芯片实现上发射模块109、下接收模块112、右发射模块111和右接收模块110的红外管扫描，其中，各串入并出芯片的输入端连接到微处理器一(MCU1)或微处理器II(MCU2)的I/O端口，输出端连接到红外管上，在同一时钟工作信号作用下，实现输出口串行扩展。通过行扫描和列扫描的形式，依次选通各对红外管。
每个微处理器在同一时刻控制一个红外发送管和一个红外接收管工作，实现触摸装置在同一时刻有两对对应的红外管在工作。本红外触摸装置的扫描时序为，微处理器I(MCU1)选通红外发射管101和接收红外管102，同一时刻，微处理器II(MCU2)也选通红外发射管103和接收红外管104。微处理器I(MCU1)对上发射模块105和下接收模块108中的各对红外管依次进行扫描，微处理器II(MCU2)对上发射模块109和下接收模块112中的各对红外管依次进行扫描。对上述模块扫描完后，微处理器I(MCU1)选通红外发射管113和红外接收管115，在基准同步信号SYNC的作用下，微处理器II(MCU2)选通红外接收管114和红外发射管116，实现红外发射管113与红外接收管114同步工作，红外接收管115与红外发射管116同步工作。对左发射模块106和右接收模块110中的各对红外管依次进行扫描；对左接收模块107和右发射模块111中的各对红外管依次进行扫描。通过上述扫描时序完成整个触摸装置的扫描。
红外接收管接收到的红外发射管感应信号经过以放大管为核心的负压产生器、电阻、电容等分立元件配合的红外管接收信号放大系统进行放大。下接收模块108或左接收模块107的放大信号通过微处理器I(MCU1)的ADC(Analog-to-Digital Converter，模数转换器)，把红外管的光强信号变成数字信号；下接收模块II112或右接收模块110的放大信号通过微处理器II(MCU2)的ADC，把红外管的光强信号变成数字信号。
微处理器II(MCU2)的数字信号通过I2C总线传送到微处理器I(MCU1)，微处理器I(MCU1)汇总微处理器I(MCU1)的数字信号和微处理器II(MCU2)的数字信号，检测出触摸目标的坐标信息，然后把检测到的坐标信息通过接口模块发送给计算机；也可以是微处理器I(MCU1)的数字信号通过I2C总线传送到微处理器II(MCU2)，微处理器II(MCU2)汇总微处理器I(MCU1)的数字信号和微处理器II(MCU2)的数字信号，检测出触摸目标的坐标信息，然后把检测到的坐标信息通过接口模块发送给计算机。
如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。

Claims (7)

1、一种红外触摸装置，其特征在于：其包括微处理器I、微处理器II、左发射模块、右发射模块、上发射模块I、上发射模块II、左接收模块、右接收模块、下接收模块I、下接收模块II、一个接口模块，所述微处理器I和微处理器II通过传输总线相连接，所述微处理器I或者微处理器II通过接口模块与计算机连接；所述左发射模块、右发射模块、上发射模块I、上发射模块II中的每个发射模块均包括多组红外发射管，所述左接收模块、右接收模块、下接收模块I、下接收模块II中的每个接收模块均包括多组红外接收管，所述微处理器I分别与左发射模块、左接收模块、上发射模块I、下接收模块I连接，所述微处理器II分别与右发射模块、右接收模块、上发射模块II、下接收模块II连接。
2、根据权利要求1所述的红外触摸装置，其特征在于：所述微处理器I和微处理器II通过I/O端口直接控制红外发射管、红外接收管的选通。
3、根据权利要求1所述的红外触摸装置，其特征在于：所述微处理器I和微处理器II通过串入并出芯片控制红外发射管、红外接收管的选通。
4、根据权利要求1所述的红外触摸装置，其特征在于：所述红外发射管连接有驱动红外发射管的三极管、实现输出口串行扩展的串入并出芯片。
5、根据权利要求1所述的红外触摸装置，其特征在于：所述红外接收管连接有实现输出口串行扩展的串入并出芯片、用于读取数据的模拟开关芯片、用于红外管接收信号的放大系统。
6、根据权利要求1所述的红外触摸装置，其特征在于：所述微处理器I和微处理器II通过电源线VCC、地线GND、基准同步信号线SYNC、I2C总线时钟线SCL、I2C总线数据线SDA相连接，采用同一个基准同步信号实现。
7、根据权利要求1所述的红外触摸装置，其特征在于：所述接口模块为串行接口或者USB接口。
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