CN108595045A - 触摸信号处理方法、装置及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触摸信号处理方法、装置及电子设备，所述方法应用于包括第一控制单元、第二控制单元的触屏设备中，第二控制单元用于采集感应触摸动作生成的原始数据，触屏设备的操作系统安装于第一控制单元中，第一控制单元执行以下步骤：接收所述第二控制单元采集的原始数据；根据原始数据计算触摸动作的位置信息；根据位置信息生成触摸信号，并将触摸信号发送至所述操作系统的input输入子系统。由第一控制单元对原始数据进行运算、处理，将触摸动作的原始数据转化成触摸信号，极大的降低了第二控制单元进行数据运算及处理的需求，从而在降低触摸延时的同时可以采用价格低廉的芯片作为第二控制单元，降低触屏设备的成本。

Description

触摸信号处理方法、装置及电子设备

技术领域

本发明涉及触摸数据处理领域，尤其涉及一种触摸信号处理方法、装置及电子设备。

背景技术

具有触屏功能的电子设备，触摸屏中的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)将触摸操作转换成触摸信号，再将触摸信号发送到操作系统(操作系统安装在CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)中)，操作系统根据触摸信号执行相应动作。即当用户在触摸屏上进行触摸操作时，触摸屏需要采集触摸数据，计算数据的坐标，对数据进行滤波(平滑)处理，计算数据面积等，再将数据以触摸信号的形式发送至电子设备的操作系统。

显然，触摸屏根据触摸操作需要执行：数据采集、数据运算及处理、数据输出、数据传输四个过程，在低精度的触摸设备中，由于数据量较小，由运算能力较低的MCU即可快速完成数据采集、数据运算及处理等环节。但是，随着触摸精度的提高，针对触摸操作需要采集的数据更多、运算量也更大，低运算能力的MCU会导致触摸延时等问题，而运算能力强的MCU价格较高，会增加电子设备的成本。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种触摸信号处理方法、装置及电子设备，旨在解决使用低运算能力的MCU会导致触摸延时，而采用运算能力强的MCU会增加电子设备成本的问题。

具体地，本发明是通过如下技术方案实现的：

一种触摸信号处理方法，所述方法应用于包括第一控制单元、第二控制单元的触屏设备中，所述第二控制单元用于采集感应触摸动作生成的原始数据，所述触屏设备的操作系统安装于所述第一控制单元中，第一控制单元执行以下步骤：

接收所述第二控制单元采集的原始数据；

根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；

根据所述位置信息生成触摸信号，并将所述触摸信号发送至所述操作系统的input输入子系统。

一个实施例中，所述接收所述第二控制单元采集的原始数据的步骤包括：

根据私有协议通过USB接口接收所述原始数据；

所述私有协议包括USB-BULK协议。

一个实施例中，所述方法还包括：

在所述第一控制单元与所述第二控制单元建立连接时，加载与所述第二控制单元适配的私有驱动。

一个实施例中，所述加载与所述第二控制单元适配的私有驱动的步骤之前，还包括：

根据供应商识别码VID和产品识别码PID识别所述第二控制单元。

一个实施例中，所述接收所述第二控制单元采集的原始数据的步骤包括：

通过USB接口接收根据所述私有协议进行封装的原始数据，根据所述私有驱动从封装后的原始数据中解析出所述原始数据。

本发明还公开了一种触摸信号处理装置，所述装置应用于包括第一控制单元、第二控制单元的触屏设备中，所述第二控制单元用于采集感应触摸动作生成的原始数据，所述触屏设备的操作系统安装于所述第一控制单元中，位于所述第一控制单元中的所述触摸信号处理装置包括：

接收模块，用于接收所述第二控制单元采集的原始数据；

计算模块，用于根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；

发送模块，用于根据所述位置信息生成触摸信号，并将所述触摸信号发送至所述操作系统的input输入子系统。

一个实施例中，所述接收模块，还用于根据私有协议通过USB接口接收所述原始数据；

所述私有协议包括USB-BULK协议。

一个实施例中，所述接收模块，还用于在所述第一控制单元与所述第二控制单元建立连接时，根据供应商识别码VID和产品识别码PID识别所述第二控制单元，加载与所述第二控制单元适配的私有驱动；及

通过USB接口接收根据所述私有协议进行封装的原始数据，根据所述私有驱动从封装后的原始数据中解析出所述原始数据。

本发明还公开了一种电子设备，包括触摸框设备和主板，所述触摸框设备包括控制器，所述主板包括处理器和操作系统；

所述控制器用于感应触摸动作生成的原始数据，并将所述原始数据发送至所述处理器；

所述处理器用于根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；及

根据所述位置信息生成触摸信号，并通过信号输入系统将所述触摸信号发送至所述操作系统。

一个实施例中，所述处理器用于在与所述控制器建立连接时，加载与所述控制器适配的私有驱动；

所述控制器用于根据私有协议对原始数据进行封装，将封装后的原始数据通过USB接口发送至所述处理器；

所述处理器还用于根据所述私有驱动从封装后的原始数据中解析出所述原始数据；

所述私有协议包括USB-BULK协议。

本发明应用于包括第一控制单元、第二控制单元的触屏设备中，所述第二控制单元用于采集感应触摸动作生成的原始数据，所述触屏设备的操作系统安装于所述第一控制单元中，第一控制单元用于接收所述第二控制单元采集的原始数据；根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；根据所述位置信息生成触摸信号，并将所述触摸信号发送至所述操作系统的input输入子系统。由第一控制单元对原始数据进行运算、处理，将触摸动作的原始数据转化成触摸信号，极大的降低了第二控制单元进行数据运算及处理的需求，从而在降低触摸延时的同时可以采用价格低廉的芯片作为第二控制单元，降低触屏设备的成本。

附图说明

图1a是现有触摸信号处理方法的示意图；

图1b是低精度触屏设备的效果示意图；

图1c是高精度触屏设备的效果示意图；

图2是本发明一示例性实施例示出的一种触摸信号处理方法的流程图；

图3是本发明一示例性实施例示出的触屏设备的结构示意图；

图4是本发明一示例性实施例示出的触摸信号处理方法的示意图；

图5是本发明一示例性实施例示出的VID-PID示意图；

图6是本发明一示例性实施例示出的一种触摸信号处理装置的逻辑框图；

图7是本发明一示例性实施例示出的一种电子设备的逻辑框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

具有触屏功能的电子设备(以下简称触屏设备)，当用户在触摸屏上书写时(例如书写“1+1＝2”)，如图1a所示，触摸框设备中的MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)将触摸操作转换成触摸信号，再将触摸信号发送到操作系统(操作系统安装在CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)中)，操作系统根据触摸信号执行相应动作。即当用户在触摸屏上进行触摸操作时，触摸屏需要采集触摸数据，计算数据的坐标，对数据进行滤波(平滑)处理，计算数据面积等，再将数据以触摸信号的形式发送至电子设备的操作系统。

显然，触摸屏根据触摸操作需要执行：数据采集、数据运算及处理、数据输出、数据传输四个过程，在低精度的触摸设备中，如图1b所示，由于数据量较小，由运算能力较低的MCU即可快速完成数据采集、数据运算及处理等环节。但是，随着触摸精度的提高，如图1c所示，针对触摸操作需要采集的数据更多、运算量也更大，如相同的触摸操作，在图1b中占用20个像素，而在图1c中占用80个像素，低运算能力的MCU会导致触摸延时等问题，而运算能力强的MCU价格较高，会增加电子设备的成本。而随着科技的发展，触摸屏精度会越来越高，触摸操作需要处理的数据量也越来越大，为了解决采用运算能力强的MCU导致电子设备成本增加的问题，本发明提出了对数据运算及处理需求进行分流的方案，一示例性的方案流程如图2所示。

图2所示的触摸信号处理方法应用于触屏设备中，如图3所示，该触屏设备300包括边框310、面板320、传感器薄膜330、背板340、第一控制单元350、第二控制单元360，第二控制单元360通过传感器薄膜330采集触摸数据，触屏设备300的操作系统安装于第一控制单元350中，第一控制单元350可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，第二控制单元360可以是MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)或单片机等。第一控制单元350执行以下步骤：

步骤S210：接收所述第二控制单元采集的原始数据；

触摸屏的种类较多，常见的有电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外触摸屏、表面声波触摸屏、电磁触摸屏等。例如，电阻式触摸屏基本上是薄膜加上玻璃的结构，薄膜和玻璃相邻的一面上涂有ITO(纳米铟锡金属氧化物)涂层，ITO具有很好的导电性和透明性。当触摸操作时，薄膜下层的ITO会接触到玻璃上层的ITO，经由感应器将触摸点(X,Y)的物理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压，通过运算转化为屏幕上的X、Y值。

电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触摸屏可以是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO，最外层是一薄层矽土玻璃保护层，夹层ITO涂层作为工作面，四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。当手指触摸在金属层上时，由于人体电场，用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，通过对这四个电流比例的精确计算，即可得出触摸点的位置。

虽然触摸屏种类各异，但均是感应触摸动作生成电信号(包括电压信号、电流信号)，本发明的原始数据包括可以用于计算触摸动作位置信息的电信号。在第二控制单元360感应到触摸动作后，第一控制单元350即可接收到由第二控制单元360采集到的原始数据。

步骤S220：根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；

根据原始数据可以计算触摸动作的位置信息，例如，电阻式触摸屏，利用距离仅为2.5微米的两层高透明导电层，当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，第一控制单元350将接收的这个电压值与5V相比，即可计算出触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，即得到触摸动作的位置信息。对电容式触摸屏而言，对每个触摸点接收的原始数据包括四个电流值，由于这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，通过对这四个电流比例的精确计算，即可得出触摸点的位置信息。

步骤S230：根据所述位置信息生成触摸信号，并将所述触摸信号发送至所述操作系统的input输入子系统。

操作系统提供了input输入子系统，按键、触摸屏、键盘、鼠标等输入都可以利用input接口函数来实现设备驱动。本发明一实施例中，第一控制单元350根据位置信息生成触摸信号，再将触摸信号发送至input子系统，从而操作系统能够根据触摸信号执行相应动作。将触摸操作转化为触摸信号的过程中，第二控制单元360主要负责运算量不大的数据采集工作，而需要较大运算量的数据运算及处理工作由第一控制单元350执行，从而可以采用价格低廉的单片机或MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)等作为第二控制单元360，从而降低触屏设备的成本，且第一控制单元350通常是CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，CPU的数据处理功能强大，能快速进行数据运算及处理，减小触屏设备对触摸操作的反应延时。

第一控制单元350与第二控制单元360通常是通过USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)接口进行数据通信的，如图1a、图4所示，传统方式是触摸框设备对触摸信号进行封装，再通过input接口函数传输至应用程序；而本发明中，从触摸框设备发送至操作系统的数据不是直接给input接口函数，而是要将原始数据处理成触摸信号后再给input接口函数，为了使数据能够正确的传输，增加了私有协议，使第二控制单元360中的原始数据能够准确的发送到该触摸信号处理程序中。第一控制单元350根据私有协议通过USB接口接收所述原始数据；由于第二控制单元360需要将大量的原始数据发送到第一控制单元350，因此该私有协议可以采用USB-BULK协议(批量传输协议)。

如前所述，第一控制单元350与第二控制单元360通常是通过USB接口进行数据通信的，第二控制单元360相当于USB设备，而针对不同的USB设备，第一控制单元350通常需要加载对应的驱动才能控制USB设备的读取，要加载对应的驱动需要先识别该USB设备，而所有的USB设备都有VID(Vendor ID，供应商识别码)和PID(Product ID，产品识别码)。主机通过不同的VID和PID来区别不同的设备，VID和PID都是两个字节长，其中，VID由供应商向USB-IF(Implementers Forum，应用者论坛)申请，每个供应商的VID是唯一的，PID由供应商自行决定。如图5所示，线框500示出的为USB设备的名称，线框510示出的为该USB设备的VID，线框520示出的为该USB设备的PID。VID和PID存储在USB设备的非易失性存储设备中(EEPROM或Flash)的设备固件中，当USB设备连接主机时，如果固件中有设备生产商的VID和PID，会将该VID和PID报告给主机，因此第一控制单元350可以根据VID和PID识别第二控制单元360。

不同的触屏设备使用的第一控制单元350、第二控制单元360可能不同，因此，在第一控制单元350与第二控制单元360建立连接时，根据VID和PID识别第二控制单元360，加载与第二控制单元360适配的私有驱动，以保证后续能正常接收原始数据。可以提供一种能与多种第二控制单元360适配的私有驱动，也可以为不同第二控制单元360设置不同的私有驱动，本发明对此不作限定。

在第一控制单元350与第二控制单元360建立连接之后，为了便于将原始数据发送到第一控制单元350，第二控制单元360根据所述私有协议对采集的原始数据进行封装，并将封装后的原始数据通过USB接口发送至第一控制单元350；第一控制单元350通过USB接口接收根据所述私有协议进行封装的原始数据，再根据所述私有驱动从封装后的原始数据中解析出所述原始数据，从而可以根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息，根据位置信息生成触摸信号。

与前述触摸信号处理方法的实施例相对应，本发明还提供了触摸信号处理装置的实施例。

本发明触摸信号处理装置的实施例可以应用在触屏设备上。装置实施例可以通过软件实现，也可以通过硬件或者软硬件结合的方式实现。以软件实现为例，作为一个逻辑意义上的装置，是通过其所在触屏设备的处理器将非易失性存储器中对应的计算机程序指令读取到内存中运行形成的。从硬件层面而言，如图7所示，为本发明触屏设备装置所在触屏设备的一种硬件结构图，除了图7所示的处理器、内存、网络接口、以及非易失性存储器之外，实施例中装置所在的触屏设备通常根据该触屏设备的实际功能，还可以包括其他硬件，对此不再赘述。

请参考图6，本发明的触摸信号处理装置600应用于包括第一控制单元、第二控制单元的触屏设备中，所述第二控制单元用于采集感应触摸动作生成的原始数据，所述触屏设备的操作系统安装于所述第一控制单元中，位于所述第一控制单元中的所述触摸信号处理装置包括：

接收模块610，用于接收所述第二控制单元采集的原始数据；

计算模块620，用于根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；

发送模块630，用于根据所述位置信息生成触摸信号，并将所述触摸信号发送至所述操作系统的input输入子系统。

一个实施例中，所述接收模块610，还用于根据私有协议通过USB接口接收所述原始数据；

所述私有协议包括USB-BULK协议。

一个实施例中，所述接收模块610，还用于在所述第一控制单元与所述第二控制单元建立连接时，根据供应商识别码VID和产品识别码PID识别所述第二控制单元，加载与所述第二控制单元适配的私有驱动；及

通过USB接口接收根据所述私有协议进行封装的原始数据，根据所述私有驱动从封装后的原始数据中解析出所述原始数据。

进一步地，如图7所示，本发明还提供了一种电子设备，包括触摸框设备和主板，所述触摸框设备包括控制器，所述主板包括处理器和操作系统；

所述控制器用于感应触摸动作生成的原始数据，并将所述原始数据发送至所述处理器；

所述处理器用于根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；及

根据所述位置信息生成触摸信号，并通过信号输入系统将所述触摸信号发送至所述操作系统。

一个实施例中，所述处理器用于在与所述控制器建立连接时，加载与所述控制器适配的私有驱动；

所述控制器用于根据私有协议对原始数据进行封装，将封装后的原始数据通过USB接口发送至所述处理器；

所述处理器还用于根据所述私有驱动从封装后的原始数据中解析出所述原始数据；

所述私有协议包括USB-BULK协议。

上述装置中各个单元的功能和作用的实现过程具体详见上述方法中对应步骤的实现过程，在此不再赘述。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本发明方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种触摸信号处理方法，其特征在于，所述方法应用于包括第一控制单元、第二控制单元的触屏设备中，所述第二控制单元用于采集感应触摸动作生成的原始数据，所述触屏设备的操作系统安装于所述第一控制单元中，第一控制单元执行以下步骤：

接收所述第二控制单元采集的原始数据；

根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；

根据所述位置信息生成触摸信号，并将所述触摸信号发送至所述操作系统的input输入子系统。

2.如权利要求1所述的触摸信号处理方法，其特征在于，所述接收所述第二控制单元采集的原始数据的步骤包括：

根据私有协议通过USB接口接收所述原始数据；

所述私有协议包括USB-BULK协议。

3.如权利要求2所述的触摸信号处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述第一控制单元与所述第二控制单元建立连接时，加载与所述第二控制单元适配的私有驱动。

4.如权利要求3所述的触摸信号处理方法，其特征在于，所述加载与所述第二控制单元适配的私有驱动的步骤之前，还包括：

根据供应商识别码VID和产品识别码PID识别所述第二控制单元。

5.如权利要求2至4中任一项所述的触摸信号处理方法，其特征在于，所述接收所述第二控制单元采集的原始数据的步骤包括：

通过USB接口接收根据所述私有协议进行封装的原始数据，根据所述私有驱动从封装后的原始数据中解析出所述原始数据。

6.一种触摸信号处理装置，其特征在于，所述装置应用于包括第一控制单元、第二控制单元的触屏设备中，所述第二控制单元用于采集感应触摸动作生成的原始数据，所述触屏设备的操作系统安装于所述第一控制单元中，位于所述第一控制单元中的所述触摸信号处理装置包括：

接收模块，用于接收所述第二控制单元采集的原始数据；

计算模块，用于根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；

发送模块，用于根据所述位置信息生成触摸信号，并将所述触摸信号发送至所述操作系统的input输入子系统。

7.如权利要求6所述的触摸信号处理装置，其特征在于，所述接收模块，还用于根据私有协议通过USB接口接收所述原始数据；

所述私有协议包括USB-BULK协议。

8.如权利要求7所述的触摸信号处理装置，其特征在于，所述接收模块，还用于在所述第一控制单元与所述第二控制单元建立连接时，根据供应商识别码VID和产品识别码PID识别所述第二控制单元，加载与所述第二控制单元适配的私有驱动；及

通过USB接口接收根据所述私有协议进行封装的原始数据，根据所述私有驱动从封装后的原始数据中解析出所述原始数据。

9.一种电子设备，其特征在于，包括触摸框设备和主板，所述触摸框设备包括控制器，所述主板包括处理器和操作系统；

所述控制器用于感应触摸动作生成的原始数据，并将所述原始数据发送至所述处理器；

所述处理器用于根据所述原始数据计算触摸动作的位置信息；及

根据所述位置信息生成触摸信号，并通过信号输入系统将所述触摸信号发送至所述操作系统。

10.如权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述处理器用于在与所述控制器建立连接时，加载与所述控制器适配的私有驱动；

所述控制器用于根据私有协议对原始数据进行封装，将封装后的原始数据通过USB接口发送至所述处理器；

所述处理器还用于根据所述私有驱动从封装后的原始数据中解析出所述原始数据；

所述私有协议包括USB-BULK协议。