嵌入式硬件设计中的主流显示屏种类
来源:    点击:   发布时间:2019-10-09 11:21

【中玻网】柔性屏将会颠覆传统屏幕的呈现方式,使得社会进入即使一瓶可乐亦可显示的时代,在这个巨大变革来临前,我们有必要对即将过去的现用屏幕做个小结。

  为了操作上的方便,人们用环亚娱乐ag88触摸屏来代替鼠标或键盘。如图1所示,触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU,它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

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图1触摸屏系统框图

  按照触摸屏的工作原理和传输信息介质的不同,我们把触摸屏分为四种,分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点和适用场合。下面对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍一下:

  1、电阻式触摸屏

  这种触摸屏利用压力感应进行控制。如图2所示,电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,这是一种多层的复合薄膜,它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层,表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y坐标两个方向上产生信号,然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置。这就是电阻技术触摸屏的基本的原理。

  电阻类触摸屏的关键在于材料科技,常用的透明导电涂层材料有:氧化铟(ITO)、镍金涂层等。

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图2四线电阻触摸屏结构图

  2、电容式触摸屏

  电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。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,控制器通过对这四个电流比例的计算,得出触摸点的位置。

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图3电容式触摸屏工作原理

  3、红外线式触摸屏

  红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。如图4所示,红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框,电路板在屏幕四边排布红外接收管,一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时,手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线,因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。

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图4红外线触摸屏原理

  4、表面声波触摸屏

  表面声波是超声波的一种,在介质(例如玻璃或金属等刚性材料)表面浅层传播的机械能量波。如图5所示,触摸屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波换能器,右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。以右下角的X-轴换能器为例:控制器控制换能器发出声波能量向左方表面传递,然后屏下边的反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递;声波能量经过屏体表面,再由屏上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器,接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。在没有触摸的时候,接收换能器接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时,X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收,反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。根据衰减缺口在波形中的位置,可以计算得到触摸X轴坐标,同理可以得到Y轴坐标。

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图5表面声波触摸屏

  触摸屏有哪些具体应用?设计时XY坐标又该如何计算?常用的电阻屏驱动芯片有哪些?后面会有解析。

  本文仅是简单的介绍了嵌入式硬件设计中现今主流显示屏种类,嵌入式设备随着工业4.0的发展已经遍布各个行业。ZLG致远电子嵌入式产品经过近二十年的设计经验积累,从产品的RTC时钟,电源管理,ESD防护电路,各类通讯接口等方面全面保证产品的稳定性。致远电子从2001年从8位单片机方案设计开始,逐步掌握ARM7、ARM9、Cortex-A7、A8、A9、M7以及前沿的A53等ARM体系的处理器应用技术,拥有全系列的工业级ARM核心板与工控机。同时,基于对嵌入式技术的理解与积累,我们自主研发下一代软件开发平台-Aworks实时操作系统,帮助用户基于稳定的软硬件平台快速实现产品开发,基于ZLG工业级核心板/工控板开发的产品已广泛应用于电力、轨道交通、工业现场、医疗等对产品可靠性要求较为苛刻的场合,并不断深入为各行业提供整套行业应用解决方案。