CN204633911U - 一种全通道触摸电视一体机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全通道触摸电视一体机，包括主控模块、通道切换模块、触摸屏模块、前置通道、内置电脑通道和侧置/其他通道，所述主控模块判断当前处于TV状态时，触摸屏模块输出串口触摸数据给主控模块，由主控模块对串口触摸数据进行解析处理；所述主控模块判断为非TV状态时，通道切换模块根据当前非TV状态进行对应的通道切换，触摸屏模块输出USB触摸数据给通道切换模块，由通道切换模块传输给该状态下的对应通道；实现了全通道触摸的无间隙自由切换，且操作简单、电路结构简单，成本较低。

Description

一种全通道触摸电视一体机

技术领域

本实用新型涉及电视技术领域，特别涉及一种全通道触摸电视一体机。

背景技术

随着电视技术的快速发展，电视内通过加载操作系统（如安卓系统）来实现智能化。进一步地，随着触摸技术和网络技术的发展，出现了一种新的产品——触摸电脑电视一体机，其将传统电脑主机、显示器、触摸屏、电视、音箱通过高端技术整合成为一体，具备独立的电脑功能与电视功能，还能外接其他设备（如DVD、智能手机等）实现音视频、图片、文档的播放。

但是，现有技术很难实现大尺寸电视的触摸，并且在一体机产品中很难实现全通道（内置电脑、外置电脑、电视等）触摸，常见的是实现单一的电脑通道触摸。有的需要较为复杂的硬件系统才能实现电视通道及其他通道下的触摸，但硬件电路比较复杂，成本较高，且触摸时在各通道下切换响应较慢，容易误操作甚至无法实现触摸。

本发明所采用大尺寸红外触摸技术，本系统通过硬件巧妙的设计，以及软件的配合控制可以实现一体机的全通道触摸和自由切换，提升用户的体验感，更好的诠释一体机的交互性。

有鉴于此，本实用新型提供一种全通道触摸电视一体机。

实用新型内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本实用新型的目的在于提供一种全通道触摸电视一体机，使触摸屏可以在任意通道之间传输数据并自由切换通道，实现一体机的全通道触摸。

为了达到上述目的，本实用新型采取了以下技术方案：

一种全通道触摸电视一体机，包括前置通道、内置电脑通道和侧置/其他通道，其还包括：主控模块、通道切换模块和触摸屏模块；

所述主控模块判断当前处于TV状态时，触摸屏模块输出串口触摸数据给主控模块，由主控模块对串口触摸数据进行解析处理；

所述主控模块判断为非TV状态时，通道切换模块根据当前非TV状态进行对应的通道切换，触摸屏模块输出USB触摸数据给通道切换模块，由通道切换模块传输给该状态下的对应通道。

所述的全通道触摸电视一体机中，主控模块包括型号为Realtek2994的CPU，所述CPU的GPIO4/UART1_RX脚、GPIO145/UART1_TX脚均连接触摸屏模块，CPU的GPIO53/UART2_RX脚、GPIO54/UART2_TX脚均连接内置电脑通道，CPU的GPIO196脚、GPIO174脚均连接通道切换模块。

所述的全通道触摸电视一体机中，所述通道切换模块包括切换芯片，所述切换芯片的COMA+脚、COMA-脚连接触摸屏模块，切换芯片的C0脚连接CPU的GPIO196脚，切换芯片的C1脚连接CPU的GPIO174脚，切换芯片的USB0+脚、USB0-脚均连接内置电脑通道，切换芯片的USB1+脚、USB1-脚、USB3+脚、USB3-脚均连接前置通道，切换芯片的USB2+脚、USB2-脚均连接侧置/其他通道。

所述的全通道触摸电视一体机中，所述切换芯片采用型号为MAX4899AE的模拟多路复用器。

所述的全通道触摸电视一体机中，所述触摸屏模块包括触摸屏、触摸接口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和电感；触摸屏连接触摸接口，触摸接口的第1脚连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接CPU的GPIO4/UART1_RX脚、还通过第三电阻连接第二电源端；触摸接口的第2脚连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接CPU的GPIO145/UART1_TX脚、还通过第四电阻连接第二电源端；触摸接口的第脚通过电感连接第三电源端、还通过第一电容接地，所述第二电容与第一电容并联；触摸接口的第6脚连接切换芯片的COMA+脚，触摸接口的第7脚连接切换芯片的COMA-脚，触摸接口的第3脚、第5脚接地。

所述的全通道触摸电视一体机中，所述第三电阻、第四电阻为上拉电阻，阻值为4.7KΩ。

所述的全通道触摸电视一体机中，所述第一电容和第二电容为滤波电容，第一电容的容值为100nF，第二电容的容值为10uF。

所述的全通道触摸电视一体机中，所述前置通道包括第一接口，所述第一接口的第1脚连接第三电源端，第一接口的第2脚连接切换芯片的USB3-脚，第一接口的第3脚连接切换芯片的USB3+脚，第一接口的第5脚连接切换芯片的USB1-脚，第一接口的第6脚连接切换芯片的USB1+脚，第一接口的第4脚、第7脚接地。

所述的全通道触摸电视一体机中，所述内置电脑通道包括第二接口，所述第二接口的第1脚连接切换芯片的USB0-，第二接口的第2脚连接切换芯片的USB0+脚，第二接口的第9脚连接CPU的GPIO54/UART2_TX脚，第二接口的第10脚连接CPU的GPIO53/UART2_RX脚，第二接口的第13脚连接第三电源端，第二接口的第3脚、第7脚、第11脚接地。

所述的全通道触摸电视一体机中，所述侧置/其他通道包括第三接口和第四接口，所述第三接口的第1脚连接第三电源端和第四接口的第1脚，第三接口的第2脚连接切换芯片的USB2-脚和第四接口的第2脚，第三接口的第3脚连接切换芯片的 USB2+脚和第四接口的第3脚，第三接口的第4脚、第5脚、第6脚、第7脚、第8脚,接地，所述第四接口的第4脚接地。

相较于现有技术，本实用新型提供的全通道触摸电视一体机，包括主控模块、通道切换模块、触摸屏模块、前置通道、内置电脑通道和侧置/其他通道，所述主控模块判断当前处于TV状态时，触摸屏模块输出串口触摸数据给主控模块，主控模块对串口触摸数据进行解析处理；所述主控模块判断为非TV状态时，通道切换模块根据当前非TV状态进行对应的通道切换，触摸屏模块输出USB触摸数据给通道切换模块，由通道切换模块传输给该状态下的对应通道，实现了全通道触摸的无间隙自由切换，且操作简单、电路结构简单，成本较低。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的全通道触摸电视一体机的结构框图；

图2为本实用新型实施例提供的全通道触摸电视一体机中主控模块的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的全通道触摸电视一体机中通道切换模块的电路图；

图4为本实用新型实施例提供的全通道触摸电视一体机中触摸屏模块的电路图；

图5为本实用新型实施例提供的全通道触摸电视一体机中前置通道的电路图；

图6为本实用新型实施例提供的全通道触摸电视一体机中内置电脑通道的电路图；

图7为本实用新型实施例提供的全通道触摸电视一体机中侧置/其他通道的电路图。

具体实施方式

本实用新型提供一种全通道触摸电视一体机，应用于电视领域，还可以应用于电脑领域、电子白板领域等一切需要应用到红外触摸的领域；其根据判断出的不同状态进行对应的通道切换，并根据状态选择输出对应格式的触摸数据至对应的通道，该通道对应的系统模块解析处理触摸数据即可实现触控功能。为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的全通道触摸电视一体机包括主控模块10、通道切换模块20、触摸屏模块30、前置通道40、内置电脑通道50、侧置/其他通道60。所述主控模块10连接通道切换模块20、触摸屏模块30和内置电脑通道50，通道切换模块20连接前置通道40、内置电脑通道50、侧置/其他通道60。所述主控模块10判断当前处于TV状态时，触摸屏模块30输出串口触摸数据给主控模块10，主控模块10根据串口驱动协议对串口触摸数据进行解析处理，实现对应的触控功能。

所述主控模块10判断为非TV状态时（非TV状态包括PC及其他外接信源状态），也即是从原来的TV状态切换为非TV状态，通道切换模块20根据当前非TV状态进行对应的通道切换，触摸屏模块30输出USB触摸数据给通道切换模块，由通道切换模块传输给该状态下的对应通道。各通道连接对应的系统，这样即可将串口触摸数据切换为USB触摸数据、并传输给对应状态的相关系统解析处理该USB触摸数据，从而实现对应的触控功能。

需要理解的是，所述全通道触摸电视一体机还包括其他模块，如供电模块，驱动模块等；其为现有技术，本实施重点是对改进后的相关模块进行结构原理阐述。

请同时参阅图2，本实施例中，所述主控模块10包括型号为Realtek2994的CPU，其具有低功耗、资源丰富、处理速度快等优点。采用此款CPU作为TV系统芯片并进行逻辑控制及串口通信等处理。所述CPU的GPIO4/UART1_RX脚、GPIO145/UART1_TX脚均连接触摸屏模块30，CPU的GPIO53/UART2_RX脚、GPIO54/UART2_TX脚均连接内置电脑通道50，CPU的GPIO196脚、GPIO174脚均连接通道切换模块20。需要理解的是，CPU还有其他引脚和外围电路，其连接方式为现有技术，此处不作详述。

请同时参阅图3，本实施例中，所述通道切换模块20包括切换芯片U1，所述切换芯片U1的COMA+脚、COMA-脚连接触摸屏模块30，切换芯片U1的C0脚连接CPU的GPIO196脚，切换芯片U1的C1脚连接CPU的GPIO174脚，切换芯片U1的USB0+脚、USB0-脚均连接内置电脑通道50，切换芯片U1的USB1+脚、USB1-脚、USB3+脚、USB3-脚均连接前置通道40，切换芯片U1的USB2+脚、USB2-脚均连接侧置/其他通道60，切换芯片U1的V+脚连接第一电源端3V3，切换芯片U1的GND脚、EP脚、/QP脚、/EN脚均接地。

切换芯片U1的COMA+脚、COMA-脚为输入端，也是USB触摸数据（THUSB_DP信号、THUSB_DM信号）的输入脚。切换芯片U1有3组输出端：第一组为USB0+脚、USB0-脚，连接内置电脑通道，输出THUSB_DP0信号、THUSB_DM0信号。第二组为USB1+脚、USB1-脚、USB3+脚、USB3-脚，均连接前置通道，分别输出THUSB_DP1信号、THUSB_DM1信号、THUSB_DP3信号、THUSB_DM3信号。第三组为USB2+脚、USB2-脚，均连接侧置/其他通道，输出THUSB_DP2信号、THUSB_DM2信号。切换芯片U1的C0脚、C1脚为切换控制脚，其根据CPU输出的切换指令（USB_SW1信号、USB_SW0信号）将输入端和对应的输出端连接，以实现通道切换和数据传输。

所述切换芯片U1采用型号为MAX4899AE的双路4：1模拟多路复用器，能实现USB连接器在USB和其他信号之间的切换，如串行通信、音频和视频等；具有高性能切换应用所必需的低导通电容(CON)和低导通电阻(RON)，用于480Mbps的USB 2.0高速应用，还满足USB低速和全速信号收发的所有要求。

请同时参阅图4，本实施例中，所述触摸屏模块30包括触摸屏、触摸接口J0、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第一电容C1、第二电容C2和电感L1；触摸屏为红外触摸屏，触摸接口J0为红外触摸接口，触摸屏连接触摸接口J0。红外触摸屏通过红外触摸接口传输相应数据给主控模块10和通道切换模块20。

触摸接口J0的第1脚连接第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端连接CPU的GPIO4/UART1_RX脚、还通过第三电阻R3连接第二电源端D3V3；触摸接口J0的第2脚连接第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端连接CPU的GPIO145/UART1_TX脚、还通过第四电阻R4连接第二电源端D3V3；触摸接口J0的第4脚通过电感L连接第三电源端5V2、还通过第一电容C1接地，所述第二电容C2与第一电容C1并联；触摸接口J0的第6脚连接切换芯片U1的COMA+脚，触摸接口J0的第7脚连接切换芯片U1的COMA-脚，触摸接口J0的第3脚、第5脚接地。

所述第三电阻R3、第四电阻R4为上拉电阻，阻值为4.7KΩ。所述第一电容C1和第二电容C2为滤波电容，用于稳定输出信号; 第一电容的容值为100nF，第二电容的容值为10uF。

若用户在红外触摸屏上进行触摸操作，当处于TV状态时，红外触摸屏通过触摸接口J0的第1脚和第2脚输出对应的串口触摸数据（即UART_RX1信号和UART_TX1信号）；当处于非TV状态时，红外触摸屏通过触摸接口J0的第6脚和第7脚输出对应的USB触摸数据（即THUSB_DP信号和THUSB_DM信号）。

请同时参阅图5，本实施例中，所述前置通道40包括第一接口J1，所述第一接口J1的第1脚连接第三电源端5V2，第一接口J1的第2脚连接切换芯片U1的USB3-脚，第一接口J1的第3脚连接切换芯片U1的USB3+脚，第一接口J1的第5脚连接切换芯片U1的USB1-脚，第一接口J1的第6脚连接切换芯片U1的USB1+脚，第一接口J1的第4脚、第7脚接地。

请同时参阅图6，本实施例中，所述内置电脑通道50包括第二接口J2，所述第二接口J2的第1脚连接切换芯片U1的USB0-，第二接口J2的第2脚连接切换芯片U1的USB0+脚，第二接口J2的第9脚连接CPU的GPIO54/UART2_TX脚，第二接口J2的第10脚连接CPU的GPIO53/UART2_RX脚，第二接口J2的第13脚连接第三电源端5V2，第二接口J3的第3脚、第7脚、第11脚接地。

请同时参阅图7，本实施例中，所述侧置/其他通道60包括第三接口J3和第四接口J4，所述第三接口J3的第1脚连接第三电源端5V2和第四接口J4的第1脚，第三接口J3的第2脚连接切换芯片U1的USB2-脚和第四接口J4的第2脚，第三接口J3的第3脚连接切换芯片U1的 USB2+脚和第四接口J4的第3脚，第三接口J4的第4脚、第5脚、第6脚、第7脚、第8脚,接地，所述第四接口J4的第4脚接地。

请继续参阅图2至图7，所述全通道触摸电视一体机的工作原理为：

当所述全通道触摸电视一体机上电开机后，红外触摸屏开始工作，且红外触摸接口上的串口和USB端口都处于挂载状态，即UART_RX1信号、UART_TX1信号、THUSB_DP信号、THUSB _DM信号有数据可输出。

CPU上电初始化后，判断系统当前的状态以及所处通道环境。所述状态包括TV(电视)状态、内置电脑状态、外接信源状态。全通道触摸电视一体机处于那种工作模式（电视模式、电脑模式、显示外接信源模式），即处于哪种状态。每种状态下，切换芯片U1对应连接相应的通道。

CPU通过UART串口（即GPIO4/UART1_RX脚、GPIO145/UART1_TX脚）向触摸接口J0的第1脚和第2脚发送检测到的状态指令，使红外触摸屏了解当前处于TV状态。红外触摸屏将发送串口触摸数据（UART_RX1信号和UART_TX1信号）通过触摸接口J0的第1脚和第2脚输出给CPU。CPU根据串口驱动协议对串口触摸数据进行解析处理。

现有技术中还没有对串口触摸数据进行处理的技术，本实施例提供的处理方法为：主控模块的CPU将串口触摸数据转换成TV server（串口消息），在安卓系统的Fram work 层进行处理后获得触摸事件。所述触摸事件即用户的触摸操作需要执行的功能，如单击某图标表示需要打开该图标对应的应用。最后UI（User Interface，用户界面）响应该触摸事件，即在用户界面上显示出执行该触摸操作后的界面变化，从而实现了多点触摸功能。

当用户切换为非TV状态下时，红外触摸屏将停止输出串口触摸数据，切换为输出标准的USB触摸数据，由切换芯片选择对应的通断并将USB触摸数据传输至该通道下。

例如，当用户从TV状态切换为内置电脑状态时，CPU通过串口通讯（即由GPIO4/UART1_RX脚、GPIO145/UART1_TX脚发出）发送状态指令给红外触摸屏，告知其现在是内置电脑模式。同时，CPU的GPIO196脚、GPIO174脚输出切换指令给切换芯片，切换芯片将COMA+脚与USB0+脚连接，将COMA-脚与USB0-脚连接，这样即切换为了内置电脑通道。红外触摸屏收到状态指令后立即停止串口触摸数据的输出，转为发送USB触摸数据（此时为THUSB_DP信号、THUSB_DM信号）输出给切换芯片的COMA+脚、COMA-脚，USB触摸数据（此时为THUSB_DP0信号、THUSB_DM0信号）从USB0+脚、USB0-脚输出给内置电脑通道中第二接口J2的第1脚和第2脚，第二接口J2再传输给对应的内置电脑模块，由内置电脑模块解析处理该USB触摸数据（如何处理为现有技术），从而实现触控功能。

在例如，用户通过全通道触摸电视一体机的侧置/其他通道外接数码相机来观看照片。用户需要观看照片，在触摸屏上点击数码相机的照片文件夹。CPU通过GPIO4/UART1_RX脚、GPIO145/UART1_TX脚发出状态指令给红外触摸屏，告知其现在是外接信源模式。同时，CPU的GPIO196脚、GPIO174脚输出切换指令给切换芯片，切换芯片将COMA+脚与USB2+脚连接，将COMA-脚与USB2-脚连接，这样即切换为了侧置/其他通道。红外触摸屏收到状态指令后立即停止串口触摸数据的输出，转为发送USB触摸数据（此时为THUSB_DP信号、THUSB_DM信号）输出给切换芯片的COMA+脚、COMA-脚，USB触摸数据（此时为THUSB_DP0信号、THUSB_DM0信号）从USB2+脚、USB2-脚输出给侧置/其他通道中第三接口J3的第3脚和第2脚，第三接口J3再传输给对应的数码相机模块，由数码相机模块解析处理该USB触摸数据，在UI界面上显示出打开照片文件的操作。

以此类推可得其他通道的工作原理，与上述实施例相同，此处不作赘述。

当再次切换为TV状态时，CPU告知红外触摸屏当前的状态，红外触摸屏立即停止USB触摸数据的输出，转为发送串口触摸数据。之后的工作原理与TV状态相同，此处不作赘述。

现有技术中由于状态切换后，红外触摸屏会掉电重启来实现输出的触摸数据格式的切换。而本实施例在切换过程中，红外触摸屏不需要掉电重启，且USB不需要重新枚举过程；实现了触摸数据的无间隙切换。

综上所述，本实用新型提供的全通道触摸电视一体机，在TV状态下，红外触摸屏直接发送串口触摸数据给CPU进行处理；在非TV状态，CPU发送当前的状态指令给红外触摸屏，使红外触摸屏立即停止串口触摸数据的输出，转为发送USB触摸数据给切换芯片；并且，CPU发出切换指令给切换芯片进行相应状态下的通道切换，这样即可将USB触摸数据传输至对应的通道，并传输给对应状态的相关系统解析处理该USB触摸数据，从而实现触控功能。切换过程中，红外触摸屏不需要掉电重启，且USB不需要重新枚举过程；实现了全通道触摸的无间隙自由切换；且操作简单、电路结构简单、成本较低。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种全通道触摸电视一体机，包括前置通道、内置电脑通道和侧置/其他通道，其特征在于，还包括：主控模块、通道切换模块和触摸屏模块；

所述主控模块判断当前处于TV状态时，触摸屏模块输出串口触摸数据给主控模块，由主控模块对串口触摸数据进行解析处理；

所述主控模块判断为非TV状态时，通道切换模块根据当前非TV状态进行对应的通道切换，触摸屏模块输出USB触摸数据给通道切换模块，由通道切换模块传输给该状态下的对应通道。

2.根据权利要求1所述的全通道触摸电视一体机，其特征在于，主控模块包括型号为Realtek2994的CPU，所述CPU的GPIO4/UART1_RX脚、GPIO145/UART1_TX脚均连接触摸屏模块，CPU的GPIO53/UART2_RX脚、GPIO54/UART2_TX脚均连接内置电脑通道，CPU的GPIO196脚、GPIO174脚均连接通道切换模块。

3.根据权利要求2所述的全通道触摸电视一体机，其特征在于，所述通道切换模块包括切换芯片，所述切换芯片的COMA+脚、COMA-脚连接触摸屏模块，切换芯片的C0脚连接CPU的GPIO196脚，切换芯片的C1脚连接CPU的GPIO174脚，切换芯片的USB0+脚、USB0-脚均连接内置电脑通道，切换芯片的USB1+脚、USB1-脚、USB3+脚、USB3-脚均连接前置通道，切换芯片的USB2+脚、USB2-脚均连接侧置/其他通道。

4.根据权利要求3所述的全通道触摸电视一体机，其特征在于，所述切换芯片采用型号为MAX4899AE的模拟多路复用器。

5.根据权利要求3所述的全通道触摸电视一体机，其特征在于，所述触摸屏模块包括触摸屏、触摸接口、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第一电容、第二电容和电感；触摸屏连接触摸接口，触摸接口的第1脚连接第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接CPU的GPIO4/UART1_RX脚、还通过第三电阻连接第二电源端；触摸接口的第2脚连接第二电阻的一端，第二电阻的另一端连接CPU的GPIO145/UART1_TX脚、还通过第四电阻连接第二电源端；触摸接口的第脚通过电感连接第三电源端、还通过第一电容接地，所述第二电容与第一电容并联；触摸接口的第6脚连接切换芯片的COMA+脚，触摸接口的第7脚连接切换芯片的COMA-脚，触摸接口的第3脚、第5脚接地。

6.根据权利要求5所述的全通道触摸电视一体机，其特征在于，所述第三电阻、第四电阻为上拉电阻，阻值为4.7KΩ。

7.根据权利要求5所述的全通道触摸电视一体机，其特征在于，所述第一电容和第二电容为滤波电容，第一电容的容值为100nF，第二电容的容值为10uF。

8.根据权利要求5所述的全通道触摸电视一体机，其特征在于，所述前置通道包括第一接口，所述第一接口的第1脚连接第三电源端，第一接口的第2脚连接切换芯片的USB3-脚，第一接口的第3脚连接切换芯片的USB3+脚，第一接口的第5脚连接切换芯片的USB1-脚，第一接口的第6脚连接切换芯片的USB1+脚，第一接口的第4脚、第7脚接地。

9.根据权利要求8所述的全通道触摸电视一体机，其特征在于，所述内置电脑通道包括第二接口，所述第二接口的第1脚连接切换芯片的USB0-，第二接口的第2脚连接切换芯片的USB0+脚，第二接口的第9脚连接CPU的GPIO54/UART2_TX脚，第二接口的第10脚连接CPU的GPIO53/UART2_RX脚，第二接口的第13脚连接第三电源端，第二接口的第3脚、第7脚、第11脚接地。

10.根据权利要求9所述的全通道触摸电视一体机，其特征在于，所述侧置/其他通道包括第三接口和第四接口，所述第三接口的第1脚连接第三电源端和第四接口的第1脚，第三接口的第2脚连接切换芯片的USB2-脚和第四接口的第2脚，第三接口的第3脚连接切换芯片的 USB2+脚和第四接口的第3脚，第三接口的第4脚、第5脚、第6脚、第7脚、第8脚,接地，所述第四接口的第4脚接地。