CN102288894A

CN102288894A - 用于测试主板上触摸屏功能电路的方法及装置

Info

Publication number: CN102288894A
Application number: CN2011101114561A
Authority: CN
Inventors: 林文; 王学成; 何超
Original assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Current assignee: Hisense Mobile Communications Technology Co Ltd
Priority date: 2011-04-19
Filing date: 2011-04-19
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2031-04-19
Also published as: CN102288894B

Abstract

本发明公开了一种用于测试主板上触摸屏功能电路的方法及装置，用于对支持4线式电阻式触摸屏的主板进行测试，主板上设置有端子X+、X-、Y+、Y-；在X+、X-两个端子之间串联两个电阻，在Y+、Y-两个端子之间串联另外两个电阻，并将两个电阻串联支路的中间节点连接在一起；通过主板依次对两个电阻串联支路施加偏置电压，并分别读取两个电阻串联支路的中间节点的分压值，然后根据读取到的两个分压值判断主板的触摸屏功能电路是否正常。本发明采用四个普通电阻代替实际的电阻式触摸屏对主板进行检测，测试成本大大降低，不会对触摸屏造成损伤，并且消除了操作工人主观误判的可能性。

Description

用于测试主板上触摸屏功能电路的方法及装置

技术领域

本发明属于电路板功能检测技术领域，具体地说，是涉及一种针对支持电阻式触摸屏的主板提出的一种用于对该电路板上的触摸屏功能电路进行检测的测试方法及测试装置。

背景技术

伴随着手机产品在全球的快速普及，手机的需求量不断增大，且用户更换手机的频率日渐加快，为此，手机的生产追求高效率的测试，同时要求尽量减少对操作工人的需求，因此实现手机功能的自动化测试是当前手机生产的发展趋势。而在当今手机的PCBA(Pinter Circuit Board Assembly，即已经装配上各种电子器件的电路板)主板生产中，对于支持电阻式触摸屏的手机主板来说，其触摸屏功能电路的检测目前也只是通过给手机主板接入实际的电阻式触摸屏，工人在触摸屏上操作(比如点、划等)检查手机在画面上的响应来验证手机主板上的触摸屏功能电路是否正常。在实际测试过程中，生产线体通常会制作一些夹具，即测试夹具，将触摸屏安装在测试夹具上，操作工人在进行主板检测前首先把触摸屏的FPC连接器装入到手机主板的FPC连接器上，然后再把手机主板放入测试夹具，为手机主板和触摸屏供电，操作触摸屏对手机主板上的触摸屏功能电路进行检测。

现有的这种手机主板测试方法主要存在以下缺点：1、在每次测试手机主板的触摸屏功能电路前，都需要操作工人将触摸屏与手机主板连接好，由此增加了操作工人的劳动量；2、在测试过程中，需要操作工人主观判断主板的触摸屏功能电路是否运行正常，即是否做出了正确的响应，从而无法避免误判问题，缺少防呆措施；3、需要实际的触摸屏用于手机主板的检测过程，不仅需要占用大量的触摸屏，而且生产线体的测试同时会损耗掉许多触摸屏，由此造成了测试成本的升高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于测试主板上触摸屏功能电路的方法，采用该方法不再需要将实际的触摸屏应用到生产线体上即可完成对主板上触摸屏功能电路的测试任务，且测试结果不再依赖操作工人的主观判断。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种用于测试主板上触摸屏功能电路的方法，所述主板支持4线式电阻式触摸屏，主板上设置有用于连接电阻式触摸屏的四个端子X+、X-、Y+、Y-；在X+、X-两个端子之间串联两个电阻，在Y+、Y-两个端子之间串联另外两个电阻，并将由此形成的两个电阻串联支路的中间节点连接在一起；通过主板依次对两个电阻串联支路施加偏置电压，并分别读取两个电阻串联支路的中间节点的分压值，然后根据读取到的两个分压值判断主板的触摸屏功能电路是否正常。

进一步的，所述主板通过其触摸屏功能电路首先向X+端子施加偏置电压，并将X-端子偏置为0V，读取Y+或者Y-端子的电压值，获得一个分压值；然后向Y+端子施加偏置电压，并将Y-端子偏置为0V，读取X+或者X-端子的电压值，获得另外一个分压值。

又进一步的，所述触摸屏功能电路对接收到的分压值进行模数转换，并生成坐标值传输至主板的CPU；所述CPU将坐标值反馈给计算机，计算机根据接收到的坐标值验证触摸屏功能电路是否正常。

优选的，施加到所述两个电阻串联支路上的偏置电压的幅值相等，且每一个电阻串联支路中的两个电阻的阻值相等，所述计算机在接收到坐标值后，判断X坐标和Y坐标的数值是否相等，若相等，则判定所述触摸屏功能电路正常。

再进一步的，所述触摸屏功能电路的X+和Y+端子各自通过一个开关电路的开关通路分别与所述的两个电阻串联支路一一对应连接；所述计算机在接收到开始检测的控制指令后，生成使能信号并输出至两个开关电路的控制端，控制两个开关电路导通，开始对触摸屏功能电路进行测试。

本发明同时又提供了一种用于测试主板上触摸屏功能电路的装置，用于对支持4线式电阻式触摸屏的主板电路进行测试，并且在所述主板上设置有用于连接电阻式触摸屏的四个端子X+、X-、Y+、Y-；其中，在所述装置中包含有用于安装主板的测试夹具、测试电路板和计算机；在所述测试夹具上设置有用于与主板的所述四个端子X+、X-、Y+、Y-一一对应连接的四个探针X1、X0、Y1、Y0，在X1、X0两个探针之间串联有两个电阻，在Y1、Y0两个探针之间串联有另外两个电阻，由此形成的两个电阻串联支路，所述的两个电阻串联支路设置在测试电路板上，其中间节点相连接；所述计算机与所述主板连接通信，接收主板反馈的数据并对主板的触摸屏功能电路是否正常做出判断。

进一步的，在所述主板的触摸屏功能电路中包含有模数转换电路，接收两个电阻串联支路的中间节点的分压值，并转换成坐标值输出至所述的计算机，以用于对所述触摸屏功能电路的状态进行判断。

又进一步的，每一个所述电阻串联支路中的两个电阻的阻值相等；所述触摸屏功能电路施加到两个电阻串联支路的偏置电压的幅值相等。

再进一步的，所述的两个电阻串联支路各自通过一个开关电路的开关通路分别与所述的探针X1、Y1一一对应连接，两个开关电路的控制端接收所述计算机输出的使能信号，在测试开始时受控导通。

更近一步的，在所述计算机中设置有数据采集卡，所述数据采集卡通过通信控制线连接测试电路板，输出使能信号控制所述开关电路通断；所述计算机通过通信数据线连接所述的主板，接收主板反馈的坐标值。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明采用四个普通电阻代替实际的电阻式触摸屏用于对支持4线式电阻式触摸屏的主板进行检测，由于测试过程无需再使用实际的电阻式触摸屏，因此测试成本大大降低，并且可以避免对触摸屏造成损伤。此外，采用本发明的测试方法及测试装置，操作工人无需在测试前将主板与触摸屏连接，由此减轻了操作工人的工作量。并且，测试结果自动生成，消除了操作工人主观误判的可能性。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

图1是现有4线式电阻式触摸屏的屏结构示意图；

图2是检测现有4线式电阻式触摸屏的触摸点位置的X轴坐标的电路原理图；

图3是检测现有4线式电阻式触摸屏的触摸点位置的Y轴坐标的电路原理图；

图4是本发明所提出的用于测试主板上触摸屏功能电路的装置的一种实施例的系统架构图；

图5是图4所示测试装置中用于与待测主板相连接的测试电路板的部分电路原理图；

图6是图4中计算机的测试程序流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

首先对现有4线式电阻式触摸屏的工作原理进行简要介绍。

触摸式显示屏是将触摸屏附着在显示器的表面，与显示器配合使用。通过触摸产生的模拟电信号被转换为数字信号后，由处理器计算出触摸点的坐标，从而得到操作者的意图并进行响应。目前，4线式电阻式触摸屏在实际应用中使用较多，这种触摸屏由4层透明层构成：最下面是基层，通常由玻璃或者有机玻璃制成；最上面是塑料层，经过硬化处理，光滑防刮；位于上下两层之间的是两个金属导电层，参见图1所示，这两层由细小的透明隔离点进行绝缘。当手指触摸屏幕时，两个导电层在触摸点处接触。

触摸屏的两个金属导电层分别用来测量X轴和Y轴方向的坐标，其中一层(X层)在屏幕的左右边缘各布设有一条垂直总线，记为X+、X-，用于X轴坐标的测量，如图1所示；另外一层(Y层)在屏幕的上下边缘各布设有一条水平总线，记为Y+、Y-，用于Y轴坐标的测量，这就构成了4线式电阻式触摸屏的四条引线。当在一对引线上施加电压时，在该导电层上就会形成均匀连续的电压分布。若需要在X轴方向上进行测量，则可以将左侧总线X-偏置为0V，右侧总线X+偏置为参考电压VREF，而在Y+、Y-两条总线之间不施加电压。由此一来，在X平行电压场中，触摸点P处的电压值可以从Y+或者Y-引线上读取出来，如图2所示。同理，若需要在Y轴方向上进行测量，则可以将上方总线Y-偏置为0V，下方总线Y+偏置为参考电压VREF，而在X+、X-两条总线之间不施加电压。由此，在Y平行电压场中，触摸点P处的电压值可以从X+或者X-引线上读取出来，如图3所示。通过读取上述的两个电压值，并进行ADC转换，即可获得触摸点P的X轴方向和Y轴方向的坐标值。

在目前支持4线式电阻式触摸屏的手机主板上，其触摸屏功能电路通常包含有一个触摸屏控制器，或者手机CPU集成触摸屏控制器的功能。所述触摸屏控制器负责对触摸屏的四条引线进行电压偏置，并采集X轴方向和Y轴方向的电压值，进行ADC转换后，将模拟量转换成数字量，从而得到触摸点在触摸屏上的坐标值。所述触摸屏控制器将得到的坐标值传输给手机CPU，CPU根据坐标值的变化改变显示屏的画面，从而实现了手机对触摸屏操作的响应。

本发明针对目前4线式电阻式触摸屏的上述特性，对用于测试主板电路的功能检测自动化测试设备进行改进性设计，使其在不需要主板连接触摸屏的前提下，完成对主板上触摸屏功能电路的性能检测。

下面以手机主板为例，通过一个具体的实施例来详细阐述对主板上的触摸屏功能电路进行测试的方法及装置。

实施例一，本实施例的测试装置主要包括计算机1、用于安装待测主板2的测试夹具3以及与所述测试夹具相连接的测试电路板4，参见图4所示。在测试夹具3上制作四个探针X1、X0、Y1、Y 0，分别用于与手机主板上的四个引线(即端子X+、X-、Y+、Y-)对应连接。在测试电路板上增设四个电阻R1-R4，如图5所示，将其中两个电阻R1、R2串联，构成一个电阻串联支路，连接在探针X1、X0之间；将另外两个电阻R3、R4串联，构成第二个电阻串联支路，连接在探针Y1、Y0之间；然后将两个电阻串联支路的中间节点C连接在一起。在对手机主板上的触摸屏功能电路进行测试时，可以利用手机主板依次向两个电阻串联支路施加偏置电压，比如可以首先在主板的X+、X-端子之间施加一定的偏置电压，而Y+、Y-端子之间不施加电压，此时，可以通过读取Y+端子或者Y-端子上的电压值来获得电阻R1、R2串联支路的中间节点处C的分压值。然后，停止在X+、X-端子之间施加电压，而转由向Y+、Y-端子之间施加一定的偏置电压，此时，可以通过读取X+端子或者X-端子上的电压值来获得电阻R3、R4串联支路的中间节点处C的分压值。根据读取到的两个分压值，即可换算出坐标值，记为实际坐标值。由于通过主板施加到两个电阻串联支路上的偏置电压以及四个电阻R1-R4的阻值是可以事先获知的，因此可以预先计算出C点的理论坐标值。将实际坐标值与理论坐标值进行比较，若相同，则认为主板上的触摸屏功能电路准确获得了坐标信息，触摸屏功能电路正常。反之，若通过触摸屏功能电路反馈的实际坐标值与理论坐标值不同，则认为所述触摸屏功能电路不能准确地获取坐标信息，触摸屏功能电路故障。由此，在手机主板测试过程中，无需在主板上连接实际的触摸屏即可对其上的触摸屏功能电路的性能进行准确地检测，简化了测试工作，降低了测试成本。此外，对于传统的测试技术来说，由于在进行主板测试时需要连接实际的触摸屏，这样就容易出现由于触摸屏自身的问题而导致对主板电路的状态产生误判的问题出现。而采用本实施例的测试技术后，则可以很好地避免此类问题的发生，提高了测试的准确性。

为了对触摸屏功能电路的测试起止时刻进行控制，本实施例优选在所述测试电路板4上的两个电阻串联支路上再各自连接一个开关电路，将两个开关电路的开关通路分别对应连接在探针X1、Y1与两个电阻串联支路之间，控制端接收计算机输出的使能信号P1，在开始对主板上的触摸屏功能电路进行测试时，输出有效的使能信号P1，控制两路开关电路导通，进而实现两个电阻串联支路在两对探针X1/X0、Y1/Y0之间的连通。

作为一种优选设计方案，本实施例采用两个NPN型三极管Q1、Q2来设计所述的开关电路，参见图5所示。将三极管Q1的集电极连接到探针X1上，发射极连接电阻R1，进而通过电阻R2连接探针X0；将三极管Q2的集电极连接到探针Y1上，发射极连接电阻R3，进而通过电阻R4连接探针Y 0；两个三极管Q1、Q2的基极通过通信控制线ct 1连接计算机，接收计算机中的数据采集卡发出的使能信号P1，并在所述使能信号P1为高电平时饱和导通，连通两端探针X1/X0、Y1/Y0之间的电阻串联支路，开始进行触摸屏功能电路的检测。

当然，所述开关电路也可以采用可控硅、MOS管等其他具有开关作用的元器件进行电路设计，本实施例并不仅限于以上举例。

下面结合图6对本实施例的测试方法进行具体描述。

首先，将待测试的手机主板2安装到测试夹具3上，如图4所示，将测试夹具3闭合，使夹具上的四个探针X1、X0、Y1、Y0刚好与手机主板2上的用于连接电阻式触摸屏的四个端子X+、X-、Y+、Y0对应连接上。采用一条通信控制线ct1连接在测试电路板4与计算机1之间，在本实施例中可以具体连接到计算机1中数据采集卡的一路数据输出端口上，以接收计算机1输出的使能信号P1。在手机主板2与计算机1主机之间采用通信数据线data进行连接，实现二者之间数据的双向通信。由此，便完成了硬件连接工作。

然后，进入对手机主板2上的触摸屏功能电路进行测试的进程，参见图6所示，包括以下过程：

S601、操作人员通过计算机1输入启动测试的指令，计算机1在接收到启动指令后，通过其数据采集卡输出有效的使能信号P1，经由通信控制线ct1传输至测试电路板4。

S602、测试电路板4将接收到的使能信号P1传输至NPN型三极管Q1、Q2的基极，控制三极管Q1、Q2饱和导通，将电阻R1、R2串联在探针X1、X0之间，将电阻R3、R4串联在探针Y1、Y 0之间。由于探针X1、X0、Y1、Y0与手机主板2上的端子X+、X-、Y+、Y0对应连接，而四个端子X+、X-、Y+、Y0在手机主板2上刚好与触摸屏功能电路(具体可以指触摸屏控制器U1)的相应管脚对应连接，因此，可以实现触摸屏控制器U1对中间节点C处分压值的检测，如图5所示。

S603、计算机1通过通信数据线data与手机主板2建立通讯链接，向手机主板2发送反馈触摸屏坐标值的请求。

根据触摸控制器U1的工作原理：触摸屏控制器U1实时地施加一定的偏置电压到X+端子，在触摸屏没有被触摸时，由于X层与Y层没有接触，因此Y+端子上是没有电压的，触摸屏控制器U1认为此时触摸屏未被触摸；而当触摸屏控制器U1一旦检测到其Y+端子上有电压时，则认为触摸屏被触摸了，此时触摸屏控制器U1开始依次向X+、Y+端子施加偏置电压。具体来讲，所述触摸屏控制器U1首先向X+端子施加一定的偏置电压，比如参考电压VREF，并将X-端子偏置为0V，读取Y+或者Y-端子上的电压值，即可获得一个分压值V_X；然后，停止在X+、X-端子之间施加偏置电压，转为向Y+端子施加偏置电压，比如也为参考电压VREF，并将Y-端子偏置为0V，读取X+或者X-端子上的电压值，即可获得另外一个分压值V_Y。由图5所示的电路可知：

V_{x} = \frac{V_{REF}}{R 1 + R 2} \times R 2;

V_{Y} = \frac{V_{REF}}{R 3 + R 4} \times R 4;

触摸屏控制器U1将读取到的两个分压值V_X、V_Y进行ADC转换，即可计算生成C点的坐标值，即得到了触摸点在触摸屏上的坐标值。

S604、触摸屏控制器U1将生成的坐标值通过I²C总线传输至手机主板2上的CPU，CPU通过通信数据线data与计算机1通信，将坐标值反馈给计算机1。

S605、计算机1将接收到的坐标值(即实际坐标值)与其内部事先存储的理论坐标值进行比较，若相同，则判定主板2上的触摸屏功能电路正常；否则，判定触摸屏功能电路故障。

在本实施例中，由于通过触摸屏控制器U1施加的偏置电压VREF以及四个电阻R1-R4的阻值可以事先获得，因此，可以预先计算出C点的理论坐标值。作为一种优选的设计方案，可以选择阻值相等的电阻R1、R2以及阻值相等的电阻R3、R4组成两个电阻串联支路，也可以将四个电阻R1-R4的阻值设为相等。当通过触摸屏控制器U1的X+端子和Y+端子输出的偏置电压VREF的幅值相等时，只要计算机1检测出接收到的实际坐标值的X坐标和Y坐标相等，则可判定触摸屏功能电路正常；否则，判定触摸屏功能电路故障。

S606、通过计算机1输出测试结果。

S607、测试结束，计算机1通过其数据采集卡输出低电平的使能信号P1，控制三极管Q1、Q2截止，停止对主板上的触摸屏功能电路进行检测。

本实施例的测试方法通过模拟电阻式触摸屏的内部电阻结构，在现有手机主板测试装置的基础上增加模拟电阻电路，来使手机主板上的触摸屏功能电路检测阻值变化，生成相应的坐标信息。由此，在对手机主板进行功能测试的过程中，无需插接实际的电阻式触摸屏即可同时完成对手机主板上触摸屏功能电路的性能检测，简化了操作步骤，降低了测试成本。

当然，本实施例所提出的测试方法及测试装置也同样适用于除手机主板以外的其他支持4线式电阻式触摸屏的主板电路的测试中，本实施例对此不进行具体限制。

应当指出的是，以上所述仅是本发明的一种优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种用于测试主板上触摸屏功能电路的方法，所述主板支持4线式电阻式触摸屏，主板上设置有用于连接电阻式触摸屏的四个端子X+、X-、Y+、Y-；其特征在于：

在X+、X-两个端子之间串联两个电阻，在Y+、Y-两个端子之间串联另外两个电阻，并将两个电阻串联支路的中间节点连接在一起；

通过主板依次对两个电阻串联支路施加偏置电压；

分别读取两个电阻串联支路的中间节点的分压值；

根据读取到的两个分压值判断主板的触摸屏功能电路是否正常。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述通过主板依次对两个电阻串联支路施加偏置电压的具体过程为：

主板通过其触摸屏功能电路首先向X+端子施加偏置电压，并将X-端子偏置为0V，读取Y+或者Y-端子的电压值，获得一个分压值；然后向Y+端子施加偏置电压，并将Y-端子偏置为0V，读取X+或者X-端子的电压值，获得另外一个分压值。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述根据读取到的两个分压值判断主板的触摸屏功能电路是否正常的具体过程为：

触摸屏功能电路对接收到的分压值进行模数转换，并生成坐标值传输至主板的CPU；

所述CPU将坐标值反馈给计算机；

所述计算机根据接收到的坐标值验证触摸屏功能电路是否正常。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在所述通过主板依次对两个电阻串联支路施加偏置电压的过程中，施加到所述两个电阻串联支路上的偏置电压的幅值相等，且每一个电阻串联支路中的两个电阻的阻值相等；所述计算机在接收到坐标值后，判断X坐标和Y坐标的数值是否相等，若相等，则判定所述触摸屏功能电路正常。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：将所述触摸屏功能电路的X+和Y+端子各自通过一个开关电路的开关通路分别与所述的两个电阻串联支路一一对应连接；所述计算机在接收到开始检测的控制指令后，控制两个开关电路导通。

6.一种用于测试主板上触摸屏功能电路的装置，用于对支持4线式电阻式触摸屏的主板电路进行测试，并且在所述主板上设置有用于连接电阻式触摸屏的四个端子X+、X-、Y+、Y-；其特征在于：所述装置包括用于安装主板的测试夹具、测试电路板和计算机；在所述测试夹具上设置有用于与主板的所述四个端子X+、X-、Y+、Y-一一对应连接的四个探针X1、X0、Y1、Y0，在X1、X0两个探针之间串联有两个电阻，在Y1、Y0两个探针之间串联有另外两个电阻，两个电阻串联支路设置在测试电路板上，其中间节点相连接；所述计算机与所述主板连接通信，接收主板反馈的数据并对主板的触摸屏功能电路是否正常做出判断。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：在所述主板的触摸屏功能电路中包含有模数转换电路，接收两个电阻串联支路的中间节点的分压值，并转换成坐标值输出至所述的计算机，以用于对所述触摸屏功能电路的状态进行判断。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于：每一个所述电阻串联支路中的两个电阻的阻值相等；所述触摸屏功能电路施加到两个电阻串联支路的偏置电压的幅值相等。

9.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于：所述的两个电阻串联支路各自通过一个开关电路的开关通路分别与所述的探针X1、Y1一一对应连接，两个开关电路的控制端接收所述计算机输出的使能信号，在测试开始时受控导通。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于：在所述计算机中设置有数据采集卡，所述数据采集卡通过通信控制线连接测试电路板，输出使能信号控制所述开关电路通断；所述计算机通过通信数据线连接所述的主板，接收主板反馈的坐标值。