一種紅外觸摸屏掃描信號處理電路的制作方法

本實用新型涉及一種紅外觸摸屏，具體涉及一種紅外觸摸屏掃描信號處理電路。

背景技術：

隨著紅外觸控技術的不斷發展，各大公司不斷研發新產品去滿足不同場合應用需求。如適合學校的電子白板，給老師和學生提供多樣化的互動平臺；適合在幼兒園等場所的電子畫板，可以培養小孩的興趣愛好等等一系列的應用，紅外觸摸屏應用場合越廣泛，那么觸控技術會繼續前邁。

紅外觸摸屏是由多對紅外發射管和紅外接收管組成，在有效觸摸區域內形成紅外光矩陣，通過分別在X/Y方向上的不間斷的循環掃描和探測，當遮擋物作用于觸摸屏時，則通過對相應接收管感應信號的檢測，根據接收管的位置從而確定遮擋物位置。

現有的紅外觸摸屏的紅外發射管和紅外接收管密集程度高，使得其成本增大，但是如果密集度不高，則會出現漏檢，即檢測不到觸摸物體造成觸摸屏失靈的現象，而且密度不高啊，無法進行精確定位，影響觸摸效果。

技術實現要素：

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，公開了一種紅外觸摸屏掃描信號處理電路。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種紅外觸摸屏掃描信號處理電路，包括：紅外發射單元、紅外接收單元、控制電路、信號放大單元、信號采集單元和信號處理單元，所述紅外發射單元由發射選址單元以及與之相連接的發射管陣列單元組成，所述紅外接收單元則由接收選址單元以及與之相連接的接收管陣列單元組成，所述紅外接收單元的輸出端連接控制電路，所述控制電路的輸出端連接所述信號放大單元，所述信號放大單元的輸出端連接所述信號采樣單元，所述信號采樣單元的輸出端連接信號處理單元，所述信號處理單元的輸出端連接控制電路。

進一步地，所述紅外發射單元與紅外接收單元的數量和位置一一對應，其中相鄰的兩個紅外發射管和紅外接收管之間的間距均大于規定的最小觸摸物體外徑。

進一步地，所述紅外發射單元與紅外接收單元中的紅外發射管和紅外接收管至少為4個。

進一步地，所述控制電路包括單邊控制開關和多路控制開關，所述單邊控制開關與信號放大單元連接，所述多路控制開關與紅外接收單元和紅外發射單元連接，所述信號放大單元由四個放大器LM833和一個放大器LM358構成，所述信號采集單元采用AD轉換器，所述信號處理器采用ARM7處理器。

進一步地，所述多路控制開關為8選1模擬開關。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

本實用新型將燈管間距拉大，在兩個稀燈管虛擬出一個燈，這個虛擬的燈的直線掃描用旁邊的斜線代替。同時兩顆燈之間的空隙用兩邊的交叉線來彌補，這樣的話就能夠最大限度地彌補空隙帶來的缺陷，可以使觸摸屏中部區域(即我們通常說的A區域)達到密管水平。采樣邊沿部分密燈的辦法，在邊角處加幾顆密燈，同時在邊沿處采取常規的密燈的處理方式，這樣邊緣區域也可達到密管水平。通過降低管子密集程度，拉大管子的間距，從而減少紅外對管的使用，以達到降低成本的目的。

附圖說明

圖1為本實用新型所述的一種紅外觸摸屏掃描信號處理電路結構框圖；

圖2為本實用新型所述的信號放大單元和信號采集單元電路結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例描述本實用新型具體實施方式：

參見圖1和圖2，其中圖1為本實用新型所述的一種紅外觸摸屏掃描信號處理電路結構框圖；圖2為本實用新型所述的信號放大單元和信號采集單元電路結構圖。

如圖1和圖2所示，一種紅外觸摸屏掃描信號處理電路，包括：紅外發射單元、紅外接收單元、控制電路、信號放大單元、信號采集單元和信號處理單元，所述紅外發射單元由發射選址單元以及與之相連接的發射管陣列單元組成，所述紅外接收單元則由接收選址單元以及與之相連接的接收管陣列單元組成，所述紅外接收單元的輸出端連接控制電路，所述控制電路的輸出端連接所述信號放大單元，所述信號放大單元的輸出端連接所述信號采樣單元，所述信號采樣單元的輸出端連接信號處理單元，所述信號處理單元的輸出端連接控制電路。

進一步地，所述紅外發射單元與紅外接收單元的數量和位置一一對應，其中相鄰的兩個紅外發射管和紅外接收管之間的間距均大于規定的最小觸摸物體外徑。

由于燈管間距拉大，這樣導致了燈管之間存在很大空隙，掃描的線變得相對稀疏。這種情況下，我們考慮的是在兩個希燈管虛擬出一個燈，兩顆燈之間的空隙用兩邊的交叉線來彌補，這樣的話就能夠最大限度地彌補空隙帶來的損失。可以使觸摸屏中部區域達到密管水平。這樣可以彌補邊沿的光線不密集的問題。并將在多點的處理問題上起到關鍵性作用。

由于增加了交叉線，掃描的邏輯采樣的次數增加不少，對此我們減少邏輯次數，一顆發射的點亮一次，我們就直接進行多次采樣。這樣對信號處理的質量提出了新的要求。

進一步地，所述控制電路包括單邊控制開關和多路控制開關，所述單邊控制開關與信號放大單元連接，所述多路控制開關與紅外接收單元和紅外發射單元連接，所述信號放大單元由四個放大器LM833和一個放大器LM358構成，所述信號采集單元采用AD轉換器，所述信號處理器采用ARM7處理器。

本實用新型實施例中，信號放大單元依次由第一運算放大器U1構成帶通濾波器對紅外接收信號進行濾波輸出，第二運算放大器U2構成緩沖器輸出，第三運算放大器U3構成的用于差分放大的差分放大電路、由第四運算放大器U4構成的濾波放大電路、以及由第五運算放大器U5構成的自動增益電路輸出經過處理的放大信號，便于信號采集單元進行數據采樣。在差分放大電路的輸出端連接控制電路，用于對放大信號的輸出進行控制，經過濾波放大電路和自動增益電路輸出與信號采集單元連接。

進一步地，所述多路控制開關為8選1模擬開關。多路控制開關用于對X方向和Y方向的接收和發送時序保持一致。分別控制Y方向信號接收端的8選1模擬開關74HC4051和信號發射端的8路分配器74HC238，保證X方向發射端和接收端的收發時序完全保持一致。

紅外觸摸屏的單軸定位的基本原理是利用在觸摸屏X軸方向放置相同數目的紅外發射管和紅外接收管，通過分布在觸摸屏一端的紅外發射管發出的紅光線，形成縱向的紅外線矩陣。當在紅外觸摸屏的有效觸摸區域內有遮擋物(不少于該觸摸屏的分辨率)時，則在由紅外對管所構成的紅外線矩陣中，至少有一個紅外接收管所接收到的紅外光信號發生變化，進而可通過檢測出紅外接收管的信號變化，就可根據該接收管的當前位置找到遮擋物(觸點)在有效觸摸區域中的位置，再通過坐標變換即可確認遮擋物(觸點)的位置坐標。

本實用新型實施例中，建立紅外線矩陣，則必須在觸摸屏的X軸方向分布一定數量的紅外對管，具體分布紅外對管的數目，方向等信息可視觸摸屏的具體尺寸而定。由于紅外對管的特性大致相同，但也存在微量的差異，因而需確定每一對紅外對管的工作狀態，以提高觸摸的定位精度。與PC端的通信接口需方便，故采用USB接口的形式實現紅外觸摸屏和PC間的通信。觸摸屏則將觸點的位置坐標等信息通過USB接口發送給PC端，PC機接收到信息并解析，并根據信息內容做出相應的響應操作。當然，PC端也可通過USB接口發送特殊指令到觸摸屏端，觸摸屏根據相應指令響應，如紅外燈管的工作狀態、在線更新固件、硬件電路自我檢查等。

上面結合附圖對本實用新型優選實施方式作了詳細說明，但是本實用新型不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本實用新型宗旨的前提下做出各種變化。

不脫離本實用新型的構思和范圍可以做出許多其他改變和改型。應當理解，本實用新型不限于特定的實施方式，本實用新型的范圍由所附權利要求限定。