红外触摸屏原理
触摸屏TP技术讲解
2.3、红外线触摸屏
红外线触摸屏原理很简单，只是在显 示器上加上光点距架框，无需在屏幕表 面加上涂层或接驳控制器。光点距架框 的四边排列了红外线发射管及接收管， 在屏幕表面形成一个红外线网。用户以 手指触摸屏幕某一点，便会挡住经过该 位置的横竖两条红外线，计算机便可即 时算出触摸点位置。因为红外触摸屏不 受电流、电压和静电干扰，所以适宜某 些恶劣的环境条件。其主要优点是价格 低廉、安装方便、不需要卡或其它任何 控制器，可以用在各档次的计算机上。 不过，由于只是在普通屏幕增加了框架， 在使用过程中架框四周的红外线发射管 及接收管很容易损坏。
1、定义：触摸屏简称TP（ touch panel），是个可接收触头等输入讯
号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触 觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械 式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。（一块接 收触摸讯号并能处理的面板）
2、功能：简单方便地实现人机交互
互电容：
互电容屏也是在玻璃表面用ITO制作横向电极与纵向电极，它与自电容屏的区别在于，两 组电极交叉的地方将会形成电容，也即这两组电极分别构成了电容的两极。
区别：单点触摸时无区别，多点触摸有鬼点 。
触摸屏TP技术讲解
电容式触摸屏优点(相对电阻式)
1. 反应灵敏操作更方便。电容式触摸屏支持多点触控，操作更加直观、更具 趣味性。 2. 不易误触。由于电容式触摸屏需要感应到人体的电流，只有人体才能对其 进行操作，用其他物体触碰时并不会有所相应，所以基本避免了误触的可能。 3. 耐用度高。比起电阻式触摸屏，电容式触摸屏在防尘、防水、耐磨等方面 有更好的表现。 4. 电容触摸屏只需要触摸，而不需要压力来产生信号。 5. 电容触摸屏在生产后只需要一次或者完全不需要校正，而电阻技术需要常 规的校正。 6. 电容方案的寿命会长些，因为电容触摸屏中的部件不需任何移动。电阻触 摸屏中，上层的ITO薄膜需要足够薄才能有弹性，以便向下弯曲接触到下面的 ITO薄膜。
一种红外线触摸屏的电路设计与原理分析
一种红外线触摸屏的电路没计与原理分析曹雪峰(创维研究院第三研究所，广东深圳518108)应用科技l}商弱大屏幕触筷电教产品在教育行业应用越来越广泛，触摸屏作为电教产品重要的配件越来越为人们所重视，通过对各种原理的触蜓屏进行比寝发现。
红外线触摸屏具备的高灵敏度和高稳是I生、任意物体可触模、防垂}生能好、可完全封闭、安装完成后免维护性等特点优于其它原理的触摸屏。
但目前市场上的红外线触摸屏普遍存在分辨车低、定位不准、稳定J挂能差等缺点，通过一段时间的研究，我们终于开发出一套是足寸、茂奉柢、分辨率高、稳定性好的红外线触摸屏，现特工作原理进行简单分析。
让更多的人了解红外线触模异。
瘩-键i司红外线触摸屏；工作原理；稳忽l生1硬件平台及主要工作原理红外触摸屏主要基于在屏幕四周放置红外发射管和红外接收管，发射管和接收管是一一对应的关系。
本系统中的微处理器是核心元件，它控制红外对管以扫描方式工作，由左右方向的对管进行运行扫描，上下方向的对管进f j逐列扫描，这样在整个自±摸屏的框内形成了一个由水平检测光栅与垂直检测光栅组成的红外检测区，平常没有手指或其它物体进^这个检测区时，每对红外对管之间没有遮挡物，红外接收管能够顺利接收到由红外发射管发射的红外线，这时每个红外接收管的输出电平均较低，微处理器扫描不到触摸物，触模屏处于非触摸的状态。
当有手指或其它物体触摸到触摸屏，由于触摸物的遮挡，在水平和垂直方向必然会有一或几条光栅被挡，1匣_于：这些光栅上的红外接收管就会收不到相应的红外线，该红外接收管的输出电平就会升高，微处理器采样到的信号就会发生变化，根据这个变化即可检测出触摸点的坐标。
触摸屏的整个工作过程就是在微处理器的控制下，不停的扫描红外检测区，确认触摸点的坐标，按照主毛兀舶要求，以一定的方式把坐标报告给主机。
控制原理如图1所示：图1从上图可以看出，微处理器主要采用A TM EL公司的×M E G A32，本机芯使用的主芯片是A TM EL的高集成度芯片A T M EL X M EG A32，该芯片是一款高性能、低功耗的8位微处理器，微处理器电路如图2所示：圈2微处理器X M E G A32输出的逻辑电平Y。
触摸屏TP技术讲解
TP技术的应用领域
智能手机和平板电脑
01
触摸屏技术广泛应用于智能手机和平板电脑，为用户提供便捷
的操作方式。
公共信息查询
02
在公共场所，触摸屏信息查询系统提供方便的信息获取方式，
如公交车站、博物馆等。
商业展示
03
在商业展示中，触摸屏展示系统能够吸引顾客的注意力，提高
产品展示效果。
TP技术的发展趋势
耐用性好
电阻式触摸屏的耐用性较好，能够承受一定的压力和摩擦。
电阻式TP技术的优缺点
• 对湿手或戴手套操作敏感：电阻式触摸屏对湿手 或戴手套的操作比较敏感，能够保证良好的用户 体验。
电阻式TP技术的优缺点
01
02
ห้องสมุดไป่ตู้
03
精度低
电阻式触摸屏的精度相对 较低，可能无法满足一些 需要高精度操作的应用。
响应速度慢
新型TP技术的研发
柔性触摸屏技术
柔性触摸屏技术是未来TP技术的重要发展方向，能够实现屏幕 的弯曲和折叠，为智能终端带来更多创新形态。
透明触摸屏技术
透明触摸屏技术能够使屏幕在显示内容的同时保持透明，为智能 终端带来更广阔的视野和更丰富的交互方式。
多点触控技术
多点触控技术能够实现多个手指同时操作屏幕，提高智能终端的 交互体验和效率。
随着个人电脑和智能手机的普及，触 摸屏技术逐渐进入消费市场。
21世纪
随着移动设备的迅猛发展，触摸屏技 术得到了广泛应用，并不断更新换代 ，提高性能和用户体验。
触摸屏技术的分类
01
按工作原理
可以分为电阻式、电容式、红外式 、表面声波式等类型。
按结构形式
可以分为表面声波式、红外式、电 容式等类型。
触摸屏基本原理
触摸屏基本原理触摸屏是计算机的输入设备，与能实现输入的键盘和能点击的鼠标不同，它能让用户通过触摸屏幕来进行选择。
具有触摸屏的计算机的所需的储存空间不大，移动部分很少，而且能进行封装。
触摸屏在使用起来比键盘和鼠标更为直观，而且培训成本也很低。
所有的触摸屏有三类主要元件。
处理用户的选择的传感器单元；和感知触摸并定位的控制器，以及由一个传送触摸信号到计算机操作系统的软件设备驱动。
触摸屏传感器有五种技术：电阻技术、电容技术、红外线技术、声波技术或近场成像技术。
电阻触摸屏通常包括一张柔性顶层薄膜,以及一层玻璃作为基层，并由绝缘点隔离。
每一层的内表面涂层均为透明的金属氧化物。
电压在每层隔膜都有一个差值。
按压顶层薄膜就会在各个电阻层之间形成电接触信号电容触摸屏也由透明金属氧化物作为涂层，与单层的玻璃表面相粘合。
它不像电阻触摸屏，任何触摸都会形成信号，电容触摸屏需要与手指直接触摸，或与传导铁笔接触。
手指的电容，或是存储电荷的能力，能吸收触摸屏每一个角的电流，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，从而得出触摸点。
红外触摸屏基于光线的中断技术。
它不是在显示器表面前放置一个薄膜层，而是在显示器周围设置一个外框。
外框有光线源，或发光二极管（LED），位于外框的一边，而光线探测器或光电传感器在另一边，一一对应形成横竖交叉的红外线网格。
当物体触摸显示屏时，无形的光线中断，光电传感器不能接受信号，从而确定触摸信号。
声波传感器中，传感器安装在玻璃屏幕的边缘发送超声波信号。
超声波穿过屏幕反射，由传感器接受，而且接受到的信号减弱。
在表面声波信号中（surface acoustic wave ，SAW）中，光波穿过玻璃的表面；而导向声波（guided acoustic wave ，GAW）技术，声波穿越玻璃。
近场成像（NFI）触摸屏，由两个薄形玻璃层组成，中间是透明金属氧化物涂层。
在导点涂层施加一个交流信号，就在屏幕的表面产生一个电场。
触摸屏的基本原理及应用
触摸屏的基本原理及应用1 触摸屏原理和主要结构：触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用，是一种极有发展前途的交互式输入技术，触摸屏通常与显示器相结合，通过触摸屏上的传感元件（可以是电学的，光学的，声学的）来感应出触摸物在触摸屏上或显示器上的位置，从而达到无需键盘，鼠标即可直观地对设备或机器进行信息输入或操作的目的。
触摸屏根据不同的原理而制作的触摸屏可分为以下几类：1.1电阻触摸屏电阻触摸屏由上下两片ITO相向组成一个盒，盒中间有很小的间隔点将两片基板隔开，上板ITO是由很薄的PET ITO薄膜或很薄的ITO 基板构成，当触摸其上板时形成其变形，形成其电学上的变化，即可到触摸位置。
电阻式触摸屏又可分为数字式电阻式触摸屏和模拟式电阻触摸屏：数字式电阻触摸屏将上下板的ITO分为X及Y方向的电极条，当在某一个方向的电极上施加电压时，则在另一方向某条位置上电极可探测到的电压变化。
由于数字式电阻触摸屏是在一个方向输入信号，在另一个方向检测信号，理论上可以实现多点触摸的检测。
数字式电阻触摸屏最常见用于机器设备控制面板，自动售票机的人机输入界面。
其优点为：成本低，适合应用于低分辨率的场合。
单点控制IC成熟，商品化高。
其缺点为：耐用性不好（PET不够耐磨）光学透过率不高（有15%-20%的光损失）模拟式电阻触摸屏是由上下两面ITO相向组成盒，上下两面的ITO 分别在X及Y方向引出长条电极，在一个方向的电极上施加一个电压，用另一面的ITO检测其电压，所测得的电压与触摸点的位置有关。
模拟式电阻式触摸屏只能进行单点触摸，尤其适合用笔尖进行触摸，可进行书写输入。
由于测量值是模拟值，其精度可以很高，主要取决于ITO的线性度。
模拟式电阻式触摸屏应用范围为中小尺寸2"-26"其优点为：成本低，应用范围广。
控制IC成熟，商品化高。
其缺点为：耐用性不好（PET不够耐磨）光学透过率不高（有15%-20%的光损失）需校准，不能实现多点触摸1.2 电容式触摸屏电容式触摸屏分为表面电容式和投射电容式。
触摸屏知识简介
该种触摸屏试用于系统开发的调试阶段。
b.色彩失真。虽然电容屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏，却无法与表 面声波屏和五线电阻屏相比。而且，电容技术的四层符合触摸屏对各 种波长的透光率不均匀，所以会存在色彩失真问题。
3. 四线触摸屏
四线触摸屏包含两个阻性层。其中一层在屏幕的左右边缘各有一条垂 直总线，另一层在屏幕的底部和顶部各有一条水平总线，见图2。
为了在X轴方向进行测量，将左侧总线偏置为0V，右侧总线偏置为 VREF(基准电压）。将顶部或底部总线连接到ADC（数字转换器），当顶 层和底层相接触时即可作一次测量。
5.典型工艺流程
电阻技术触摸屏
1.电阻屏的分类：
四线电阻屏，五线电阻屏，七线电阻屏，八线电阻屏。 其中四线电阻屏和五线电阻屏是我们的常见类型。
2.结构和工作原理：
如图1所示，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均涂有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，经由感应器传出相 应的电信号，经过转换电路送到处理器，通过运 算转化为屏幕上的X、Y值，而完成点选的动作， 并呈现在屏幕上。
4.五线电阻屏：
五线触摸屏使用了一个阻性层和一个导电层。导电层有一个触点， 通常在其一侧的边缘。阻性层的四个角上各有一个触点。如图3.
为了在X轴方向进行测量，将左上角和左下角偏置到VREF，右上角 和右下角接地。由于左、右角为同一电压，其效果与连接左右侧的总 线差不多，类似于四线触摸屏中采用的方法。
以右下角的X-轴发射换能器为例：发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来 的电信号转化为声波能量向左方表面传递，然后由玻璃板下边的一组精密反 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 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。当发射换能器发射一个窄脉冲后，声波能量历 经不同途径到达接收换能器，走最右边的最早到达，走最左边的最晚到达， 早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号 。
触摸屏有哪些分类
一、触摸屏分为四种：电阻式触摸屏这种触摸屏利用压力感应进行控制。
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，再根据模拟鼠标的方式运作。
这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。
所以电阻触摸屏可用较硬物体操作。
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：ITO，氧化铟，弱导电体，特性是当厚度降到1800个埃（埃=10-10米）以下时会突然变得透明，透光率为80%，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度时又上升到80%。
ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料，实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。
镍金涂层，五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料，外导电层由于频繁触摸，使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命，但是工艺成本较为高昂。
镍金导电层虽然延展性好，但是只能作透明导体，不适合作为电阻触摸屏的工作面，因为它导电率高，而且金属不易做到厚度非常均匀，不宜作电压分布层，只能作为探层。
1、四线电阻屏四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电压：一个竖直方向，一个水平方向。
总共需四根电缆。
特点：高解析度，高速传输反应。
表面硬度处理，减少擦伤、刮伤及防化学处理。
具有光面及雾面处理。
一次校正，稳定性高，永不漂移。
2、五线电阻屏五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上，我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上，而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体，有触摸后分时检测内层ITO接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。
触摸屏的原理与应用
触摸屏的原理与应用触摸屏又称为“触控屏”、“触控面板”，是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了屏幕上的图形按钮时，屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。
触摸屏原理：主要由其二大特性决定。
第一：绝对坐标系统，第二：传感器。
首先先来区别下，鼠标与触摸屏的工作原理有何区别？借此来认识绝对坐标系统和相对坐标系统的区别。
鼠标的工作原理是通过检测鼠标器的位移，将位移信号转换为电脉冲信号，再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的鼠标箭头的移动，属于相对坐标定位系统。
而绝对坐标系统要选哪就直接点那，与鼠标这类相对定位系统的本质区别是一次到位的直观性。
绝对坐标系的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系，触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统，每次触摸的数据通过校准数据转为屏幕上的坐标。
第二：定位传感器检测触摸并定位，各种触摸屏技术都是依靠各自的传感器来工作的，甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。
各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。
通过以上两个特性，触摸屏工作时，首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置（即绝对坐标系统）来定位选择信息输入。
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（即传感器）；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。
触摸屏传感器技术从触摸屏传感器技术原理来划分：有可分为五个基本种类：矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。
其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台；红外线技术触摸屏价格低廉，但其外框易碎，容易产生光干扰，曲面情况下失真；电容技术触摸屏设计构思合理，但其图像失真问题很难得到根本解决；电阻技术触摸屏的定位准确，但其价格颇高，且怕刮易损；表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷，清晰不容易被损坏，适于各种场合，缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝，甚至不工作。
红外线触摸屏工作原理
红外线触摸屏工作原理
红外线触摸屏是一种常见的触摸输入设备，它广泛应用于智能手机、平板电脑、电视和电脑等电子产品中。
其工作原理基于红外线技术，通过探测被触摸物体对红外线的遮挡来实现触摸输入的功能。
红外线触摸屏的工作原理可以简单分为以下几个步骤：
1. 发射红外线：红外线触摸屏会发射一束红外线，以形成一个红外线的网格。
这个网格可以是水平和垂直的，也可以是斜角的，取决于触摸屏的设计。
2. 接收红外线：触摸屏上有多个红外线接收器，它们位于屏幕的边框上。
当红
外线被触摸物体触摸或遮挡时，会导致某些区域的红外线被阻挡。
3. 检测阻挡：如果红外线被触摸物体遮挡，红外线接收器会接收到较少的红外
线信号，从而触发一个触摸事件。
4. 位置计算：通过计算被触摸物体遮挡的红外线信号的位置，可以确定触摸的
位置坐标。
触摸屏控制器会分析接收到的红外线信号，并将其转化为屏幕上的具体触摸位置。
通过以上的工作原理，红外线触摸屏能够准确地检测触摸输入，并将其转化为
相应的指令或操作。
由于红外线触摸屏无需直接接触，可以实现防尘、防水等功能，因此在许多场景中被广泛应用。
总的来说，红外线触摸屏的工作原理基于红外线信号的发射与接收，通过检测
红外线的遮挡来实现触摸输入的功能。
它在现代电子产品中扮演着重要的角色，为用户提供了便捷的操作方式。
触摸屏分类及详解
触摸屏系统一般包括两个部分：触摸检测装置和触摸屏控制器。
触摸检测装置安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接收后送触摸屏控制器;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。
随着科技的进步，触摸屏技术也经历了从低档向高档逐步升级和发展的过程。
根据其工作原理，其目前一般被分为四大类：电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线式触摸屏和表面声波触摸屏。
电阻式触摸屏电阻触摸屏的屏体部分是一块多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层(ITO膜)，上面再盖有一层外表面经过硬化处理、光滑防刮的塑料层。
它的内表面也涂有一层ITO，在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开。
当手指接触屏幕时，两层ITO发生接触，电阻发生变化，控制器根据检测到的电阻变化来计算接触点的坐标，再依照这个坐标来进行相应的操作。
电阻屏根据引出线数多少，分为四线、五线等类型。
五线电阻触摸屏的外表面是导电玻璃而不是导电涂覆层，这种导电玻璃的寿命较长，透光率也较高。
电阻式触摸屏的ITO涂层若太薄则容易脆断，涂层太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度。
由于经常被触动，表层ITO使用一定时间后会出现细小裂纹，甚至变型，因此其寿命并不长久。
电阻式触摸屏价格便宜且易于生产，因而仍是人们较为普遍的选择。
四线式、五线式以及七线、八线式触摸屏的出现使其性能更加可靠, 同时也改善了它的光学特性。
电容式触摸屏电容式触摸屏的四边均镀上了狭长的电极，其内部形成一个低电压交流电场。
触摸屏上贴有一层透明的薄膜层，它是一种特殊的金属导电物质。
当用户触摸电容屏时，用户手指和工作面形成一个耦合电容，因为工作面上接有高频信号，于是手指会吸走一个很小的电流，这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出;且理论上流经四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，控制器通过对四个电流比例的精密计算，即可得出接触点位置。
红外触摸屏的原理简述
红外触摸屏的原理简述红外触摸屏技术是在屏幕四周安装红外发射管和红外接收管，形成红外光矩阵，然后分别在横、竖两个方向上不断的扫描并探测，当触摸物阻挡红外光时进行位置判断的坐标定位技术。
一般是在显示器的前而安装一个电路板框架，在电路板上四边安装对应红外发射管和红外接收管，如下图所示，白色的是红外发射管，黑色的是红外接收管，通过电路驱动红外发射管发出红外光，位置相对的接收管接收红外光信号。
用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖方向的外线，光信号的改变引起光电探测电路输出的电信号发生变化，通过对电信号处理可以对触摸点在屏幕的位置进行定位。
任何对红外光不透明的触摸物体都可阻断红外线实现触摸定位。
本文由红外线供应网提供红外触摸屏的原理是在屏幕四边放置红外发射管和红外接收管，微处理器控制驱动电路依次接通红外发射管并检查相应的红外接收管，以形成横坚交叉的红外光阵列，得到定位的信息。
本论文中以Philips公司的ARM7芯片LPC2132为微处理器，通过对移位锁存器74HC595的控制对红外发射管的逐个扫描，同时微处理器通过12C总线寻址每个相应的红外接收管，得到相应的光强值。
微处理器根据接收到的被遮挡前后的光强信号得到触摸的位置信息，并通过串口将该信息传送给主机。
控制方式如下图所示：微处理器电路：微处理器在红外触摸屏硬件系统中起着核心的作用:1、完成对红外发射电路的驱动;2、完成对红外接收电路的驱动;3、完成对是否被触摸的判断以及触摸位置信息的计算;4、将触摸位置信息通过中P1传送给主机;5、调试整个程序的运行。
本论文中采用Philips公司的ARM7芯片LPC2132作为微处理器。
该芯片是基于一个支持实时仿真和嵌入式跟踪的32/16位ARM7TDMI微控制器，并带有64kB的嵌入的高速Flash 存储器。
具有EmbeddedICE-RT和嵌入式跟踪接口，可实时调试；多个串行接口，包括2个16C550工业标准DART，2个高速I2C接口SP1;多个32位定时器、1个10位8路ADC, 10位DAC，PWM通道和47个GP10以及多达9个边沿或电平触发的外部中断。
红外触摸屏的原理简述
红外线发射器
作用：发出红外线，用于检测触摸 数量：通常有多个发射器，覆盖整个屏幕 位置：通常位于屏幕的四周或四角 特点：能够透过透明玻璃等材料，实现多点触控功能
接收器与控制器
接收器：接收来自红外发射器的信号，并将其转换为电信号 控制器：处理接收到的电信号，识别触摸位置并输出相应的指令
触摸屏表面材料
适用场景与改进方向
适用场景：适用于各种需要触摸屏交互的场景，如手机、平板电脑、自助终端等。
优势：非接触式操作，响应速度快，不受环境光影响，可在各种环境下稳定工作。
局限性：成本较高，容易受到高温、潮湿等环境因素的影响，需要定期维护和校准。 改进方向：研发更高效的红外光源，提高红外触摸屏的稳定性和可靠性，降低成本， 拓展应用领域。
局限性
成本高：红外触摸屏的制造成本较高，导致其售价相对较高。
精度要求高：红外触摸屏的精度要求非常高，如果精度达不到要求，会影 响用户体验。
受环境影响较大：红外触摸屏容易受到环境光、电磁干扰等因素的影响， 导致触摸不准确。
无法实现多点触控：红外触摸屏无法实现多点触控，限制了其在一些应用 场景的使用。
Part One
红外触摸屏的基本 原理
红外线发射与接收
红外线发射器发出光线，穿透屏幕上的玻璃或亚克力面板 当手指或其他物体阻挡光线时，光感组件检测到变化并转换为坐标信息 控制器处理坐标信息并识别触摸位置 显示器根据控制器指令更新显示内容
触摸屏表面与坐标定位
红外线照射到触摸屏表面
反射回接收器
计算反射时间确定触摸位 置
触摸屏响应速度
红外触摸屏的响应速度取决于多个因素，如红外线的发射和接收时间、处理器的速度等。 一般来说，红外触摸屏的响应速度较快，能够满足大多数应用的需求。 红外触摸屏的响应速度可以通过技术手段进行优化，如提高处理器的速度、优化软件算法等。 在实际应用中，需要根据具体需求选择适合的触摸屏，以满足响应速度的要求。
红外触摸屏工作原理
红外触摸屏工作原理
红外触摸屏是一种常见的触摸屏技术，它基于红外线传感器来实现屏幕的触控功能。
其工作原理可以简单概括为以下几个步骤：
1. 红外发射器发射红外线：红外触摸屏上方会布置多个红外发射器，这些发射器会发射红外线。
2. 红外线传播：红外线会沿着屏幕表面传播，形成一个红外线阵列。
3. 红外线接收器接收红外线：在屏幕另一侧，也就是屏幕底部布置了对应的红外线接收器。
4. 红外线受阻：当有物体（如手指）触摸到屏幕表面时，来自发射器的红外线会被遮挡或散射，无法到达接收器。
5. 接收器感应到红外线变化：被遮挡的红外线无法到达接收器，因此接收器会感应到红外线的变化。
6. 信号处理：接收器将感应到的红外线变化转化为电信号，通常采用信号处理电路对电信号进行放大和整形处理。
7. 数据传输：经过信号处理的电信号会传输给计算机或控制器，以识别并处理触摸事件。
8. 触摸位置计算：计算机或控制器根据接收到的信号，通过比
较不同接收器接收到的红外线变化情况，可以计算出触摸的位置。
9. 触摸事件的响应：计算机或控制器将触摸事件的位置信息传输给显示设备，从而实现对触摸的响应和相应操作。
红外触摸屏的工作原理主要依赖于红外线的传输和接收，在触摸时，红外线的遮挡或散射会导致接收器感应到的红外线变化，通过对这些变化的处理和分析，可以准确地确定触摸的位置。
这种触摸屏技术在许多消费电子产品和工业设备中得到了广泛应用。
红外触摸框 工作原理-概述说明以及解释
红外触摸框工作原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容可以介绍红外触摸框的基本信息和使用领域。
红外触摸框是一种采用红外射线技术的触摸设备，可以实现通过触摸屏与电子设备进行交互操作。
红外触摸框由红外传感器、红外发射器和控制电路等组成，其主要原理是利用红外线的反射和传导特性来感应人体触摸动作。
红外触摸框的工作原理是通过发射红外光束，并在触摸屏表面形成一个红外光网状网格。
当触摸屏表面被触摸时，触摸点会产生阻挡光线的现象，被阻挡的光线会被红外传感器接收到。
根据接收到的红外光信号的变化情况，可以确定触摸点的位置和操作。
红外触摸框具有灵敏度高、可靠性好、反应速度快等特点。
它广泛应用于信息查询机器、自助售货机、多媒体展示系统等领域中。
同时，红外触摸框也因其无需物理接触、易于清洁、可以适用于各种环境等特点，成为现代交互设备中重要的一种选择。
本文将重点探讨红外触摸框的工作原理，通过对其基本原理和工作原理的分析，帮助读者更好地了解与应用红外触摸框。
1.2 文章结构文章结构部分主要介绍了本篇文章的整体结构和各个章节的内容安排。
本文按照如下结构进行撰写：1. 引言部分：在引言部分中，首先对红外触摸框的概述进行说明，包括其定义、功能和应用范围等内容。
然后介绍文章的结构，即各个章节的内容安排，以及本文的目的。
2. 正文部分：正文部分包括了红外触摸框的基本原理和工作原理。
2.1 红外触摸框的基本原理：这一部分会详细介绍红外触摸框的基本原理，包括红外光源、红外光电二极管和反射板等关键组成部分的作用和工作原理。
同时，也会说明红外触摸框的工作原理是基于红外光的反射和接收来实现的。
2.2 红外触摸框的工作原理：在这一部分中，会详细描述红外触摸框的工作原理，包括当用户触摸屏幕时，红外光在接触处的反射情况发生变化，红外光电二极管接收到的信号也会出现相应的变化。
通过分析和处理这些变化信号，可以确定用户的触摸位置。
3. 结论部分：在结论部分，首先对文章进行总结，概括了红外触摸框的基本原理和工作原理。
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一、基本原理介绍
红外触摸屏的工作原理是在触摸屏的四周布满红外接收管和红外发射管，这些红外管在触摸屏表面呈一一对应的排列关系，形成一张由红外线布成的光网，当有物体(手指、带手套或任何触摸物体)进入红外光网阻挡住某处的红外线发射接收时，此点横竖两个方向的接收管收到的红外线的强弱就会发生变化，控制器通过了解红外线的接收情况的变化就能知道何处进行了触摸。
如下图所示。
二、构成及工作流程
1、构成：红外触摸屏由三部分组成：控制器、发射电路、接收电路。
2、工作流程
工作时，控制器中的微处理器（ARM7或其它）控制驱动电路（移位锁存器）依次接通红外发
射管并同时通过地址线和数据线来寻址相应的红外接收管。
当有触摸时，手指或其它物就会挡住经过该位置的横竖红外线，微处理器扫描检查时就会发现该受阻得红外线，判断可能有触摸，同时立刻换到另一坐标再扫描，如果再发现另外一轴也有一条红外线受阻，表示发现触摸，并将两个发现阻隔的红外对管位置报告给主机，经过计算判断出触摸点在屏幕的位置。
其控制原理如图1所示。
3、发射电路
发射电路由移位锁存器（例如：TI公司的CD74AC164M）、3-TO-8多路输出选择器（例如：T
I的74HC238D）、恒流驱动IC（例如美芯的MAX6966 、TI的ULN2803A等）、红外发射二极
管等组成。
现以TI公司的CD74AC164M为例介绍发射电路工作流程。
CD74AC164M是一个8 Bit串行输入并行输出的位移锁存器。
微处理器通过IO口控制移位锁存器的时钟以及数据输入端。
扫描时微处理器通过IO端口将CD74AC164M的MR脚置为高电平，则CD74AC 164M会自动把输出脚：Q0置为高电平，然后送入时钟信号：CP ，则在时钟信号的上升期移位锁存器自
动将Q0的数据写入到Q1并保存。
在下一个时钟脉冲的上升沿到来时，把Q1的数据写入到Q2并Q1自动清零，其它依次进行。
写入的脉冲会随移位时钟上升沿的到来不断的移位，直到从输出端移出。
利用移位锁存器的这一特点，可在移位时钟的上升沿将脉冲移至发射管，并点亮发射管。
将第一个移位锁存器的输出端与下一级的输入端相连，可将写入的脉冲移人下一级。
因此，通过移位锁存器的级联可实现微处理器对更多的发射管的驱动。
结合以上特点即可将发射管逐个点亮。
以上只是对发射端原理性介绍，实际的电路在位移锁存器的后面还有一级电流、电压驱动IC，例如：美芯的恒流驱动IC：MAX6966 、T I的ULN2803A等,因为位移锁存器输出的扫描信号电流太小不足以驱动红外发射二极管，所以必须在后面加一级电流、电压驱动IC。
驱动电路如下图所示：
4、接收电路接收电路由移位锁存器（例如：TI公司的CD74AC164M）、多路器（例如：
TI 公司的74HC4051D，与74HC238D匹配）、红外接收二极管、放大电路、AD转换器（例如：
TI的ADS7830）等构成。
发射管被点亮的时刻，微处理器将同时通过地址线寻址与发射管位置上相对应的接收管，并将接收感应到的光通量通过放大器和AD转换器放大并转换成数字信号，再通过数据线传送给微处理器进行处理，由此判断是否有触摸发生。
通过这样处理可使发射管与接收管一一对应，从而为确定触摸位置奠定基础。
接收电路必须与发射电路用相同型号的移位锁存器（例如：TI公司的CD74AC164M），这样才能保证微处理器发出扫描信号后寻址相对应的接收管时，发射管和接收管在时序上一一对应。
光通量放大电路和AD转换电路示意图如下：
5、软件工作流程
6、高分辨率的实现
早期的红外触摸屏的分辨率直接由红外对管数决定，对于接收管来说，只有接收到和没有接收到信号两种情况，触摸分辨率就等于屏的物理分辨率。
因此其触摸屏的分辨率比较低。
但如果将接收的信号强度进行量化分级，那么，对于接收的信号，不仅要判断是否被阻挡，还要判断出被阻挡的程度，触摸物的不同位置将决定是否有接收信号且接收信号的强度也有所不同，因此触摸物的位置与接收的红外信号强度有直接的对应关系，即使触摸物移动非常小的距离也会导致信号强度发生改变，从而可以得到极高的分辨率。
该情况下的触摸屏分辨率主要由红外对管数和模数转换精度决定，其触摸屏分辨率为红外对管数与单对红外管能实现的分辨率的乘积。
触摸屏坐标由红外管的物理坐标和触摸点在相应管中的坐标共同决定。
基于以上原理，可以将每次采集到的红外接收管的光通量进行256级量化，这样，得到的最小分辨率就是接收管的宽度／256，从而大大提高了红外触摸屏的分辨率，该方法可以达到2046×2046的精度。
7、触摸位置的计算
为了得到准确的触摸位置，在计算触摸位置时必须排除周围环境光的干扰。
为此，通过确定每对管子的域值来作为判断是否有手指触摸的依据。
该域值的确定可通过对每对管子的“0”态和“1”态时的数据采样来实现。
“0”态，即将所有的发射管进行一次清零，此时的发射管都为熄灭状态，这样，采样得到的就是接收管接收到的周围光的光通量；“1”态，即将所有的发射管逐个点亮，此时的发射管在某一时刻只有一只被点亮，采样得到的是接收管接收对应发射管及周围光的光通量。
红外触摸屏的触摸位置的计算主要是通过遮挡时与未遮挡时的光强比来得到的。
在判断触摸位置时，可以先确定被遮挡的管子，计算得到被遮挡的大致位置。
若被遮挡的管子为第N个管子，这个被遮挡的大致位置为Ld，则有：
Ld=(N-1)×管子的宽度
由于手指遮挡时有一定的区域，所以遮挡时有两种可能：其一是在被确定的管子的前面；其二是在被确定的管子处。
图3所示为手指遮挡示意图。
为了精确计算，需要计算这两种情况下位置的偏移量△L1和△L2。
则有：
其中，L为第N个管子被遮挡时的位置。
△L1为手指在被确定的管子的前面时的偏移量。
△L2为手指在被确定的管子处时的偏移量，XN为扫描时采样第N个管子接收到的数据，XN
max为“1”态时采样第N个管子接收到的数据．XNmin为“0”态时采样第N个管子接收到
的数据。
8、鼠标驱动
控制器只能得到触摸位置的绝对坐标位置信息，而无法实现相应的鼠标动作。
所以，必须通过主机端的驱动程序来实现鼠标动作。
可以通过VC++编程来实现串口通信和鼠标动作，从而完成软件结合
硬件对鼠标的驱动。
A、串口通信
为了使主机能够接收控制器通过串口传送的触摸位置信息，可利用Microsoft公司提供的ActiveX控件Microsoft Communications Control，并通过VC++编程来实现串口通信。
通过在该控件中的设置可指定通信串口号，同时可设置波特率、校验位、停止位、数据位等
通信参数，以及接收OnComm事件门限值。
由于传统的鼠标是一种相对定位系统，它只和前一次鼠标的位置坐标有关。
而触摸屏则是一种绝对坐标系，与相对定位系统有着本质的区别。
因此，通过主机从串口接收到的触摸
点坐标数据并进行转换来得到屏幕坐标。
B、鼠标动作
鼠标动作在触摸屏的应用中甚为重要。
它主要包括鼠标的定位，鼠标的移动，鼠标的左键单击和双击，以及鼠标的右键单击。
在VC++编程中，可通过使用API函数中的mouse_ev
ent来模拟鼠标事件，以实现以上的鼠标动作。
9、红外触摸技术特点总结
A.红外触摸屏的优点是可用手指、笔或任何可阻挡光线的物体来触摸,视觉效果和定位原理都优于其
它触摸屏技术，而且不受电流、电压和静电干扰，可以适宜恶劣的环境条件；缺点是在球面显示器上使用时感觉不好，这是因为赖以工作的红外光栅矩阵显然要求保证在同一平面上。
B.红外线检测技术用于触摸屏技术主要有3个技术难点：
●环境光因素，红外接收管有最小灵敏度和最大光照度之间的工作范围，但是触摸屏产品却不能限
制使用范围，从黑暗的歌厅包房到海南岛高强度阳光下的户外使用，作为产品，它必须适应。
●快速检测，红外触摸屏一般尺寸最少也有64套红外对管，也就是说至少要求在0.4毫秒内就要完
成一条红外线的检测。
周围的反射、折射、干扰，红外发射管有一个发射角，接收管有较大范围的接收角，如果周围反射到一定程度，你会发现手指放在什么地方也阻挡不住信号。
要解决这些问题，选择模拟方式最大的好处是可以分析提高触摸屏的分辨率，但是抗干扰能力比不上脉冲方式；选择脉冲方式虽然抗干扰能力强，但是存在脉冲方式在接收方需要一个响应过程时间的问题，而触摸屏却要求极快的速度，因此要在自适应电路、单片机软件、模具设计、透光材料选择等几个方面要有技术突破。
红外触摸屏靠多对红外发射和接收对管来工作，红外对管性能和寿命都比较可靠，任何阻挡光线的物体都可用来作触摸物，不过红外触摸屏使用传感器数目将近100对，并且共用外围电路，这就要求传感器不仅本身性能好，还要求将近100对的红外二极管“光-电阻特性”和“结电容”都保持一致。
实际应用中，万一有哪一对出现故障，可以在上电自检过程中发现并在此后加以忽略，靠邻近的红外线代替，由于每一对红外线只“监管”约6mm左右的窄带，而手指通常在15mm左右粗细，用户是察觉不到的。