一种基于fpga的多点红外触摸屏的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于FPGA的红外触摸屏，包括FPGA内嵌MCU模块、电源模块、红外发射电路模块和红外接收电路模块；MCU主模块分别与红外发射电路模块、红外接收电路模块、电源模块相连，MCU主模块与红外发射电路模块和红外接收电路模块之间通过SPI总线方式进行通信，传输控制信号。本实用新型采用斜向识别红外管阵列，减少了定位误差，提高红外触摸屏定位精度和性能；采用FPGA作为逻辑处理电路，减少了分立逻辑器件的使用，降低了PCB设计和布局难度，运用FPGA动态配置，减少了需要处理和发送的控制信号，加快了系统反应速度。
【专利说明】—种基于FPGA的多点红外触摸屏
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及电子设计【技术领域】，尤其涉及电子电路设计技术方向的触摸屏领域。
【背景技术】
[0002]目前多点红外触摸屏大多采用横向红外管阵列和纵向红外管阵列，通过检测横向红外管阵列和纵向红外管阵列中是否有灯光被阻挡，以此来判断触摸动作的发生，并通过被阻断的横向和纵向红外管对来确定触摸点发生的位置，实现红外触摸屏的定位。这种定位方法在多个触摸点同时发生，而且在两个或者多个点横向或者纵向位置很靠近时，会出现“鬼点”现象，造成定位的误差和混乱；同时，在现有技术中，大多数红外触摸屏采用较多的分立逻辑器件来完成触摸信号的检测与控制，这样不仅不利于PCB设计和布局，而且对于要求多种扫描方式的多点红外屏来说，不能实现复杂的检测或者扫描逻辑。
【发明内容】
[0003]为了克服现有多触摸点定位性能不高，定位不精确和混乱的问题，本实用新型提供一种基于FPGA的多点红外触摸屏，该触摸屏能够实现多点红外触摸，工作高效，定位精确。
[0004]本发明的技术方案是:一种基于FPGA的多点红外触摸屏，包括Μ⑶主模块、电源模块、红外发射电路模块和红外接收电路模块，MCU主模块分别与红外发射电路模块、红外接收电路模块和电源模块相连，MCU主模块与红外发射电路模块和红外接收电路模块之间通过SPI总线方式进行通信，传输控制信号。
[0005]所述的红外发射电路模块包括FPGA发射模块、发射驱动电路模块、横向和纵向红外管阵列发射端电路和斜向识别红外管阵列发射端电路，FPGA发射模块发射信号给发射驱动电路模块，发射驱动电路模块控制横向和纵向红外管阵列发射端电路和斜向识别红外管阵列发射端电路。
[0006]所述的红外接收电路模块包括FPGA接收模块、A/D转换模块、接收驱动电路模块、横向和纵向红外管阵列接收端电路和斜向识别红外管阵列接收端电路，接收驱动电路模块依次相连；接收驱动电路模块接收到横向和纵向红外管阵列接收端电路和斜向识别红外管阵列接收端电路相连的信息后将处理后的信息发送到A/D转换模块，A/D转换模块处理信息后发送到FPGA接收模块。
[0007]本发明有如下积极效果:1.本实用新型采用斜向识别红外管阵列电路，有效地解决了上述多触摸点定位性能不高，定位不精确和混乱的问题，有效提高了多点红外触摸屏的性能；2.本实用新型设备电气结构简单，器件少，有利于PCB设计和布局；3.本实用新型采用FPGA作为扫描控制器，降低了控制信号提取、处理和发送数量，有效提高了整体运算和处理速度。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]图1为本实用新型【具体实施方式】的结构示意图；
[0009]图2为本实用新型【具体实施方式】的红外发射电路模块结构示意图；
[0010]图3为本实用新型【具体实施方式】的红外接收电路模块结构示意图；
[0011]图4为本实新型用【具体实施方式】的多点触摸工作流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的【具体实施方式】如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
[0013]一种基于FPGA (Field — Programmable Gate Array,即现场可编程门阵列)的多点红外触摸屏，如图1所示，包括MCU主模块、电源模块、红外发射电路模块和红外接收电路模块，MCU主模块分别与红外发射电路模块、红外接收电路模块和电源模块相连，MCU主模块与红外发射电路模块和红外接收电路模块之间通过SPI总线方式进行通信，传输控制信号。，如图4所示，由FPGA发射模块控制横向、斜向和纵向红外管阵列开始扫描，在触摸动作发生时，对于触摸信号，红外接收电路采集到触摸信号后，加以识别处理区分是否为多点触摸信号，对于多点触摸信号，FPGA接收模块采集斜向红外管阵列信号，作为识别“鬼点”依据，减少了定位的误差和混乱的情况；不论单点、多点触摸信号，均要获取红外阵列信息并交由FPGA接收模块处理后生成坐标信息，通过SPI总线传输至MCU主模块处理显示，SPI总线是一种高速的、全双工、同步通信总线，使用SPI总线信息传递快、省时。
[0014]如图2所示，红外发射电路模块包括FPGA发射模块、发射驱动电路模块、横向和纵向红外管阵列发射端电路、斜向识别红外管阵列发射端电路，发射驱动电路模块分别与FPGA发射模块、横向和纵向红外管阵列发射端电路、斜向识别红外管阵列发射端电路连接。在初始化完成后，MCU主模块通过SPI总线将控制命令传输至FPGA发射模块，由FPGA发射模块进行动态配置，控制发射驱动电路模块，使横向红外管阵列发射端电路、纵向红外管阵列发射端电路、斜向识别红外管阵列发射端电路进行逻辑扫描，等待触摸动作发生。
[0015]如图3所示，红外接收电路模块包括FPGA接收模块、A/D转换模块、接收驱动电路模块、横向和纵向红外管阵列接收端电路、斜向识别红外管阵列接收端电路，接收驱动电路模块、A/D转换模块和FPGA接收模块依次连接；接收驱动电路模块分别与A/D转换模块、横向和纵向红外管阵列接收端电路、斜向识别红外管阵列接收端电路相连，其中接收驱动电路模块接收处理横向和纵向红外管阵列接收端电路、斜向识别红外管阵列接收端电路的信息后发送到A/D转换模块，然后A/D转换模块处理发送信息给FPGA接收模块。在发射电路扫描过程中，接收端在检测到相应的发射信号时，将确定触摸动作的发生，并记录相应的接收信号，将信号通过A/D转换模块处理后，传输至FPGA接收模块，进行逻辑处理，再通过SPI总线传输至MCU主模块。
[0016]在红外触摸屏红外管阵列排布上，采用横向和纵向红外阵列管来初步确定触摸动作发生的位置，同时，经由设置的斜向识别红外管阵列电路识别出相应的“鬼点”，从而减少定位误差，提高红外触摸屏定位精度和性能；采用FPGA作为逻辑处理电路，减少了分立逻辑器件的使用，降低了 PCB设计和布局难度，运用FPGA动态配置，减少了需要处理和发送的控制信号，加快了系统反应速度。
[0017]上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于FPGA的多点红外触摸屏，其特征在于:包括MCU主模块、电源模块、红外发射电路模块和红外接收电路模块，MCU主模块分别与红外发射电路模块、红外接收电路模块和电源模块相连，MCU主模块与红外发射电路模块和红外接收电路模块之间通过SPI总线方式进行通信，传输控制信号。
2.根据权利要求1所述的多点红外触摸屏，其特征在于:所述的红外发射电路模块包括FPGA发射模块、发射驱动电路模块、横向和纵向红外管阵列发射端电路和斜向识别红外管阵列发射端电路，FPGA发射模块发射信号给发射驱动电路模块，发射驱动电路模块控制横向和纵向红外管阵列发射端电路和斜向识别红外管阵列发射端电路。
3.根据权利要求1所述的多点红外触摸屏，其特征在于:所述的红外接收电路模块包括FPGA接收模块、A/D转换模块、接收驱动电路模块、横向和纵向红外管阵列接收端电路和斜向识别红外管阵列接收端电路，接收驱动电路模块依次相连；接收驱动电路模块接收到横向和纵向红外管阵列接收端电路和斜向识别红外管阵列接收端电路相连的信息后将处理后的信息发送到A/D转换模块，A/D转换模块处理信息后发送到FPGA接收模块。
【文档编号】G06F3/042GK204117120SQ201420355746
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年6月28日 优先权日:2014年6月28日
【发明者】康涛 申请人:中航华东光电（上海）有限公司