CN105892763A - 一种多点红外触摸屏接收电路及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多点红外触摸屏接收电路及接收方法，电路其包括有N个对应的红外发射灯管和红外接收灯管，该红外接收电路还包括有串行输入并行输出的移位寄存器级联，并联的译码器，选通电路及光电三极管、抗太阳光干扰电路构成，其中，所述选通电路包括组合式开关、逻辑芯片、信号选通电路，所述信号接收单元包括供电控制引脚、信号接收端电路、信号输出控制。本发明能够实现一发多收，抗太阳光干扰；还可以减少红外触摸屏中模拟开关、放大电路的使用数量，极大的降低了触摸屏的成本。

Description

一种多点红外触摸屏接收电路及方法
技术领域
本发明属于计算机技术领域，特别涉及一种触控的电路及控制方法。
背景技术
现有红外触摸屏，无论多点还是单点红外触摸屏都是通过由沿着触摸区域四周安装在X、Y方向排布均匀的红外发射管和红外接收管，形成X方向和Y方向横竖交叉的红外线矩阵，控制和驱动电路在CPU的控制下驱动红外发射管和红外接收管。红外发射管及红外接收管共同组成一定位平面，当有触摸时手指或其它物体就会挡住经过该点的横竖红外线，通过依次扫描横向及纵向上所有相应的红外发射管及红外接收管之间是否有红外信号被遮挡而产生变化，并由计算机根据红外信号被遮挡位置来计算确定触摸点的位置坐标。而多点触摸屏是在单点触摸屏的基础上，将发射和接收的一对一的关系改为了一对多（即一个红外发射管同时对应多个红外接收管），当有触摸体触摸到屏体表面时，会同时有多条经过该点的扫描线被挡住，通过对其线条位置的分析，就能够达到对多个触点位置的判断。如专利申请201310376724.1所公开的多模式运行的红外多点触摸屏系统。
然而，上述红外触摸屏触摸点识别方法一般是仅限于单点或两点触摸，而对于超过两个的触摸点情况，其控制相对复杂、数据冗余、计算费时、响应速度慢，并且影响到红外触摸定位的精度。例如专利申请201380016987.X所公开的多点触摸屏装置，该申请涉及一种即使只在X轴或Y轴中的任一个轴配置收发元件也能算出触摸区域的x、y直角坐标的多点触摸屏装置。不是将收发元件配置在X轴和Y轴而通过红外线以矩阵形式对触摸区域进行扫描的方式，而是只在X轴或Y轴中的任一个轴配置红外线收发元件而由一个接收模块通过直角扫描测定信号和斜角扫描测定信号依次对触摸区域进行扫描的方式。这是一种不仅能减少使用的收发元件而且能根本地解决在使用红外线的多点触摸中产生的虚像的问题的多点触摸屏装置。然而该申请对硬件的要求高，虽然能够减少一定数量的收发元件，但是对硬件的成本依然增高很大，而且所减少的收发元件影响所接受判断的效果，易受太阳光干扰，不利于准确判断触控点。
发明内容
基于此，本发明的首要目地是提供客服上述问题，能够实现一发多收，抗太阳光干扰的多点红外触摸屏接收电路及方法。
本发明的另一个目地在于提供一种多点红外触摸屏接收电路及方法，该电路及方法可以减少红外触摸屏中模拟开关、放大电路的使用数量，极大的降低了触摸屏的成本。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种多点红外触摸屏接收电路，其包括有N 个对应的红外发射灯管和红外接收灯管，其特征在于该红外接收电路还包括有串行输入并行输出的移位寄存器级联，并联的译码器，选通电路及光电三极管、抗太阳光干扰电路构成，其中，所述选通电路包括组合式开关、逻辑芯片、信号选通电路，所述信号接收单元包括供电控制引脚、信号接收端电路、信号输出控制。本发明能够实现一发多收，抗太阳光干扰；还可以减少红外触摸屏中模拟开关、放大电路的使用数量，极大的降低了触摸屏的成本。
进一步，所述组合式开关的各输出分别与乘法数量的信号接收单元的第一引脚连接，所述组合式开关的输出引脚分别与乘法数量的信号接收单元的第二控制引脚连接。
进一步，所述电路具有X轴及Y轴，所述X 轴具有N 个对应的红外发射灯管和红外接收灯管，所述Y 轴分别具有M 个对应的红外发射灯管和红外接收灯管。
一个多点红外触摸屏接收方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、设置X 轴具有N 个对应的红外发射灯管和红外接收灯管，以及设置Y 轴分别具有M个对应的红外发射灯管和红外接收灯管；
S2、分别对X 轴和Y 轴的红外发射灯管和红外接收灯管以直扫描、斜扫描的方式，以1位发射同时多达7位接收，电路快速切换该区域的任一点的7个对应信号输出；
S3、分别对X 轴和Y 轴的多个接收信号确定触点的位置。
其中，所述步骤S1中的N 和M 均为大于1 的整数。
进一步，所述步骤S2中的具体步骤为：以X 轴中的第n 个红外发射灯管与对应的X轴中的第n个红外接收管进行对管扫描，第n-8、第n-16、第n-32及第n+8、第n+16、第n+32个红外接收灯管进行斜扫描，第m个红外接收管进行对管扫描，第m-8、第m-16、第m-32及第m+8、第m+16、第m+32个红外接收灯管进行斜扫描，及信号切换。
进一步，所述步骤S3中的确定具体接收管控制方法为：
首先，三-八译码器芯片U2（具体型号为CD74HC138M96）通过 3 位地址信号A0，A1，A2来选中 Y0-Y7 之一为高电平（VCC3_3）控制晶体管 Q9-Q16的通断，从而控制 8 组红外接收管（D1-D8，D9-D16，D17-D24, D25-D32, D33-D40, D41-D48, D49-D56, D57-D64）的电源通断，分别为 ch1-ch8 八个通道的 8 组红外接收管供电（Vdd）。
其次，U1(74HC164) 串转并 8 位移位寄存器，DSAB1为串行数据输入脚，CLK1为时钟信号，MR1为清零信号，S0-S7为 8 位并行数据输出，通过 S0-S7 来选通 8 通道（LINE1-LINE8）中的 7 通道来进行 AD 采样，每次输出 7 路 AD 值到数据总线上，并通过移位寄存器的级联，实现板级级联，从而实现无限触摸尺寸的设计。
再之，实现 X轴、Y轴依次选通、发光。
进一步，所述步骤S1和S2中的确定具体发射管的控制方法为：
首先，U2（CD74HC138M96）三-八译码器芯片通过 3 位地址信号A0，A1，A2 来选中 Y0-Y7 之一为高电平（Vdd）控制晶体管 Q9-Q16的通断，从而控制 8 组红外发射管（D1-D8，D9-D16，D17-D24, D25-D32, D33-D40, D41-D48, D49-D56, D57-D64）的电源通断，分别为 8组红外发射管供电（Vdd）；
第二，U3(74HC164) 串转并 8 位移位寄存器，S_DSAB为串行数据输入脚，S_CLK为时钟信号，S_/MR为清零信号，Q0-Q7为 8 位并行数据输出，通过 Q0-Q7 来选通 8 通道（Q1-Q8晶体管）中的 7 通道来发射红外光，每次发射 7 路红外光，并通过移位寄存器的级联，实现板级级联，从而实现无限触摸尺寸的设计。
第三，实现 X轴、Y轴依次选通、发光。
本发明所实现的多点红外触摸屏接收电路及接收方法，本发明能够实现一发多收，抗太阳光干扰；还可以减少红外触摸屏中模拟开关、放大电路的使用数量，极大的降低了触摸屏的成本。
附图说明
图1是本发明所实施的红外接收电路的结构示意图。
图2是本发明所实施的红外发射电路的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参见图1、图2所示，本发明所实现的多点红外触摸屏接收电路，是由串行输入并行输出的移位寄存器级联，并联的译码器，三极管组成的选通电路及核心器件光电三极管、抗太阳光干扰电路构成，其中，所述选通电路包括组合式开关、逻辑芯片、信号选通电路，所述信号接收单元包括供电控制引脚、信号接收端电路、信号输出控制。所述组合式开关的各输出分别与乘法数量的信号接收单元的第一引脚连接，所述组合式开关的输出引脚分别与乘法数量的信号接收单元的第二控制引脚连接。
本方面能够实现一发多收，抗太阳光干扰；还可以减少红外触摸屏中模拟开关、放大电路的使用数量，极大的降低了触摸屏的成本。
本发明所实现的多点红外触摸屏接收的方法，包括以下步骤：
S1、设置X 轴具有N 个对应的红外发射灯管和红外接收灯管，以及设置Y 轴分别具有M个对应的红外发射灯管和红外接收灯管；
S2、分别对X 轴和Y 轴的红外发射灯管和红外接收灯管以直扫描、斜扫描的方式，以1位发射同时多达7位接收，电路快速切换该区域的任一点的7个对应信号输出；
S3、分别对X 轴和Y 轴的多个接收信号确定触点的位置。
其中，所述步骤S1中的N 和M 均为大于1 的整数。
进一步，所述步骤S2中的具体步骤为：以X 轴中的第n 个红外发射灯管与对应的X轴中的第n个红外接收管进行对管扫描，第n-8、第n-16、第n-32及第n+8、第n+16、第n+32个红外接收灯管进行斜扫描，第m个红外接收管进行对管扫描，第m-8、第m-16、第m-32及第m+8、第m+16、第m+32个红外接收灯管进行斜扫描，及信号切换。
进一步，所述步骤S3中的确定具体接收管控制方法为：首先，三-八译码器芯片U2（具体型号为CD74HC138M96）通过 3 位地址信号A0，A1，A2 来选中 Y0-Y7 之一为高电平（VCC3_3）控制晶体管 Q9-Q16的通断，从而控制 8 组红外接收管（D1-D8，D9-D16，D17-D24,D25-D32, D33-D40, D41-D48, D49-D56, D57-D64）的电源通断，分别为 ch1-ch8 八个通道的 8 组红外接收管供电（Vdd）；
下表为CD74HC138M96的逻辑表：
第二，U1(74HC164) 串转并 8 位移位寄存器，DSAB1为串行数据输入脚，CLK1为时钟信号，MR1为清零信号，S0-S7为 8 位并行数据输出，通过 S0-S7 来选通 8 通道（LINE1-LINE8）中的 7 通道来进行 AD 采样，每次输出 7 路 AD 值到数据总线上，并通过移位寄存器的级联，实现板级级联，从而实现无限触摸尺寸的设计。
下表为74HC164的逻辑表：
第三，通过嵌入式软件，在逻辑上实现 X轴、Y轴依次选通、发光。
所述步骤S1和S2中的确定具体发射管的控制方法为：
首先，U2（CD74HC138M96）三-八译码器芯片通过 3 位地址信号A0，A1，A2 来选中 Y0-Y7 之一为高电平（Vdd）控制晶体管 Q9-Q16的通断，从而控制 8 组红外发射管（D1-D8，D9-D16，D17-D24, D25-D32, D33-D40, D41-D48, D49-D56, D57-D64）的电源通断，分别为 8组红外发射管供电（Vdd）。
第二，U3(74HC164) 串转并 8 位移位寄存器，S_DSAB为串行数据输入脚，S_CLK为时钟信号，S_/MR为清零信号，Q0-Q7为 8 位并行数据输出，通过 Q0-Q7 来选通 8 通道（Q1-Q8晶体管）中的 7 通道来发射红外光，每次发射 7 路红外光，并通过移位寄存器的级联，实现板级级联，从而实现无限触摸尺寸的设计。
第三，通过嵌入式软件，在逻辑上实现 X轴、Y轴依次选通、发光。
总之，本发明能够实现一发多收，抗太阳光干扰；还可以减少红外触摸屏中模拟开关、放大电路的使用数量，极大的降低了触摸屏的成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种多点红外触摸屏接收电路，其包括有N 个对应的红外发射灯管和红外接收灯管，其特征在于该红外接收电路还包括有串行输入并行输出的移位寄存器级联，并联的译码器，选通电路及光电三极管、抗太阳光干扰电路构成，其中，所述选通电路包括组合式开关、逻辑芯片、信号选通电路，所述信号接收单元包括供电控制引脚、信号接收端电路、信号输出控制。
2.如权利要求1所述的多点红外触摸屏接收电路，其特征在于所述组合式开关的各输出分别与乘法数量的信号接收单元的第一引脚连接，所述组合式开关的输出引脚分别与乘法数量的信号接收单元的第二控制引脚连接。
3.如权利要求1所述的多点红外触摸屏接收电路，其特征在于所述电路具有X轴及Y轴，所述X 轴具有N 个对应的红外发射灯管和红外接收灯管，所述Y 轴分别具有M 个对应的红外发射灯管和红外接收灯管。
4.一个多点红外触摸屏接收方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1、设置X 轴具有N 个对应的红外发射灯管和红外接收灯管，以及设置Y 轴分别具有M个对应的红外发射灯管和红外接收灯管；
S2、分别对X 轴和Y 轴的红外发射灯管和红外接收灯管以直扫描、斜扫描的方式，以1位发射同时多达7位接收，电路快速切换该区域的任一点的7个对应信号输出；
S3、分别对X 轴和Y 轴的多个接收信号确定触点的位置。
5.如权利要求4所述的多点红外触摸屏接收方法，其特征在于所述步骤S1中的N 和M均为大于1 的整数。
6.如权利要求4所述的多点红外触摸屏接收方法，其特征在于所述步骤S2中的具体步骤为：以X 轴中的第n 个红外发射灯管与对应的X 轴中的第n个红外接收管进行对管扫描，第n-8、第n-16、第n-32及第n+8、第n+16、第n+32个红外接收灯管进行斜扫描，第m个红外接收管进行对管扫描，第m-8、第m-16、第m-32及第m+8、第m+16、第m+32个红外接收灯管进行斜扫描，及信号切换。
7.如权利要求4所述的多点红外触摸屏接收方法，其特征在于所述步骤S3中的确定具体接收管控制方法为：
首先，译码器芯片U2通过 3 位地址信号A0，A1，A2 来选中 Y0-Y7 之一为高电平控制晶体管 Q9-Q16的通断，从而控制 8 组红外接收管的电源通断，分别为 ch1-ch8 八个通道的 8 组红外接收管供电；
其次，U1串转并 8 位移位寄存器，DSAB1为串行数据输入脚，CLK1为时钟信号，MR1为清零信号，S0-S7为 8 位并行数据输出，通过 S0-S7 来选通 8 通道中的 7 通道来进行 AD采样，每次输出 7 路 AD 值到数据总线上，并通过移位寄存器的级联，实现板级级联；
再之，实现 X轴、Y轴依次选通、发光。
8.如权利要求4所述的多点红外触摸屏接收方法，其特征在于所述步骤S1和S2中的确定具体发射管的控制方法为：
首先，U2译码器芯片通过 3 位地址信号A0，A1，A2 来选中 Y0-Y7 之一为高电平控制晶体管 Q9-Q16的通断，从而控制 8 组红外发射管的电源通断，分别为 8 组红外发射管供电；
第二，U3串转并 8 位移位寄存器，S_DSAB为串行数据输入脚，S_CLK为时钟信号，S_/MR为清零信号，Q0-Q7为8位并行数据输出，通过 Q0-Q7 来选通 8 通道中的 7 通道来发射红外光，每次发射 7 路红外光，并通过移位寄存器的级联，实现板级级联；
第三，实现 X轴、Y轴依次选通、发光。
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