2 触摸屏控制系统硬件设计

触摸屏控制电路整体结构如图3所示。当用触摸笔触摸LCD显示屏时，触摸检测装置对应的X、Y轴上会分别感应到一个信号，这个信号经过模拟电子开关，然后经两级放大、滤波，将得到的信号分两路处理，一路是电压整流，另一路是频率检测电路;得到的数据通过MCU HT46RB70计算，判断出触摸屏的位置及触摸的方式，再由MCU将触摸信号发送到计算机，最终实现触摸输入。整个触摸屏控制电路的时序都是由单片机控制的，其他模块的电路见后面的详细介绍。

图3 触摸屏控制电路整体结构

2.1 模拟电子开关电路

模拟电子开关电路如图4所示，该电路的功能是驱动触摸屏检测装置，将触摸信号传送到信号处理电路。其电路主要是由CD4051组成，CD4051是一个8通道数字控制模拟开关，该芯片有3位二进制控制输入端A、B、C 和一个使能输入端INH,以及8个信号输入端和1个公共输出端。当INH输入端为高电平时，所有通道截止;当INH为低电平时，单片机通过3位二进制信号A、B、C选通一个通道的输入信号，从公共输出端OUT输出，经过两级放大电路及滤波电路后，将触摸信号分别发送到频率检测电路和电压整流电路的TOUCH_SIN端。图4中AX、BX、CX是X轴方向上电子开关的控制输入端，A0~A4是X轴方向上的电子开关的使能端，X00~X34与触摸屏检测装置X轴接口相连接，由于一个CD4051芯片只有8个通道的数字模拟开关，不能满足电感线圈数量的需求，故这里设计了由5个CD4051(U1~U5)组成的X轴方向上的模拟电子开关电路。同理可设计Y轴方向上模拟电子电路。AY、BY、CY为控制输入端，B0~B3作为使能端，Y轴由4个CD4051(U6~U9)组成，图中Y00~Y29与触摸屏检测装置Y轴接口相连接。

图4 模拟电子开关电路

2.2 触摸信号频率检测电路

触摸信号的频率是由触摸笔发出，触摸笔上有两个按键，按下这两个按键可以输出两个不同频率的信号，分别为k1、k2.触摸笔的作用相当于鼠标，当触摸笔输出一次k1频率时相当于点击一下鼠标左键，输出一次k2频率相当于点击鼠标右键。当触摸笔笔尖与LCD距离≤3~5 cm时，触摸检测装置可感应到触摸信号，这时光标随着触摸笔在LCD上移动。触摸信号频率电感器工厂检测精度的高低是触摸屏是否稳定的关键因素。频率检测电路及仿真结果如图5、图6所示，TOUCH_SIN端为触摸信号输入端，通过施密特触发器，然后信号从FRE端发送到单片机，进行运算处理，计算出触摸信号的功率电感生产厂频率。利用Multisim软件平台建立出频率检测电路仿真模型，从仿真结果中可以看到，经过处理后的触摸信号转换为具有相同周期T的方波信号，将方波信号传送到微处理器，微处理器在t时间里计算出方波的个数n,则信号的周期T=t/n,频率f=1/T,由此确定触摸一体电感器工厂信号的频率。

图5 频率检测电路