专利名称：电阻式触摸屏控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制电路，具体地说，涉及一种电阻式触摸屏控制电路。
背景技术：
触摸屏包含上下叠合的两个透明层，其中，四线和八线触摸屏包括两层 具有相同表面电阻的透明阻性材料，五线和七线触摸屏包括一个阻性层和一 个导电层，并且通常还要用一种弹性材料来将两层隔开。
如
图1所示为一种四线电阻式触摸屏的控制电路示意图，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l]l、 ]12，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 防刮的塑料层，其内表面也涂有一层涂层、在它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，然后送电阻式触摸屏控制器。电阻式触摸屏控制器通过接口时 序控制内部电路开关管的导通，依次检测x和y方向上的模拟信号，由模数 转换器将检测到模拟信号转换成数字信号，通过接口通道把数字信号传给微 处理器，有微处理器根据接收到的数字信号计算出(x， y)的位置，并模拟 鼠标的方式运作。
具体地，结合图l，该电路包括电阻式触摸屏111、 112、驱动管101、 102、 103、 104、模数转换器107以及逻辑控制模块117。电路的基本工作原 理是首先，由微处理器通过接口时序118输入逻辑控制信号，经过逻辑控制模块117处理后成为并行的逻辑控制信号来控制驱动管101、 102、 103、 104、开关109、模数转换器105的工作状态；接着，由模数转换器105采样 触摸屏屏电阻的分压电压值，经过模数转换器105把采样的电压值转换成数 字信号；最后，微处理器通过接收模数转换器105输出的数字信号确定(x， y)的坐标。
以确定x方向的坐标为例，当手指接触触摸屏时，微处理器发送输入控 制信号118，经过逻辑控制模块117输出逻辑控制信号116，输出的逻辑控 制信号控制驱动管IOI、 102、 103、 104和模数转换器107的工作状态。'驱 动管102、 104导通，而驱动管IOI、 103断开，开关109接到乂+113，即模 数转换器的输入端108接到y+ 113。电源+Vcc经过屏电阻111到地形成通 路，模数转换器的输入端采样x轴电阻分压的电压值，在完全采样x轴电阻 分压的电压值并稳定后，驱动管IOI、 102、 103、 104、开关109断开，电源 +Vcc经过屏电阻的通路到地的通路断开，模数转换器107进入保持以及转 换阶段。在模数转换器107转换完成后输出的数字信号转递给微处理器，从 而确定x方向的坐标。
确定y方向坐标的原理与取定x方向坐标的原理相同。 图1中，模数转换器107的+REF端105接电源电压+Vcc， -REF端106 接地。该模数转换器105的满刻度范围可以表示为
满刻度范围(FSR) =V+REF—V—RE产+Vcc (公式l)
由于驱动管101、 102、 103、 104不是理想开关，具有导通电阻，在模 数转换器107进行采样阶段，导通的NMOS驱动管103、 104和PMOS101、 102分别会产生压降AVn、 AVp，触摸屏满屏对应的电压值可以表示为
满屏电压值V(x+， y+)—V(x-, y-)=+Vcc—AVp —AVn (公式2)
所以，这种传统的触摸屏控制器电路的主要缺点在于首先，模数转换 器会带入失调误差以及增益误差，在具体的应用中表示为触摸屏不能满屏显
示；其次，模数转换器107输入端采样的是电阻的分压值，驱动管101、 102、 103、 104的导通电阻会随着电源电压，工艺和温度的不同而变化。而触摸屏 的材料以及尺寸会随着应用的不同变化，导致屏的电阻值大小也不同，从而 使AVn、 AVp的电压不是一个定值。这样就使得同样的触摸屏控制器针对不 同的触摸屏以及电源电压，其失调误差和增益误差也会不同，从而增加了应 用的复杂性。
发明内容
本发明的目的，在于克服已有电阻式触摸屏控制电路中的上述缺点，从
而提供了一种新型的电阻式触摸屏控制电路。 本发明的电阻式触摸屏控制电路，包括 电阻式触摸屏，用于接收电阻变化，并产生该变化信号； 与该电阻式触摸屏相连接的驱动管，用于驱动触摸屏和有选择地导通所
述变化信号；
与该电阻式触摸屏相连接的模数转换器，用于对该变化信号进行模数转
换；
控制该驱动管的逻辑控制模块；
该控制电路还包括一个采样保持电路，该采样电路通过输入端与该电阻 式触摸屏相连接，以及通过输出端与该模数转换器相连接。
具体地，所述变化信号包括x轴变化信号以及y轴变化信号，并分别通 过x轴信号输出端以及y轴信号输出端输出。所述采样电路的输入端通过一 个开关电路择一地与所述x轴信号输出端以及y轴信号输出端相连接。所述 驱动管包括有第一驱动管以及第二驱动管，所述第一驱动管连接有电源，并 且其输出端与所述x轴信号输出端相连接，所述第一驱动管连接有电源，并 且其输出端与所述y轴信号输出端相连接。可控制正与用户接触的接触开关12附近的发光器件14闪烁，同时控制其余
的发光器件14关闭或发射低亮度的光。
接下来，控制器60确定输入的接触信息是否是预设的接触信息(S84)。 即，通过将输入的接触信息与存储在存储单元20中的预设的接触信息进行比 较，控制器60确定输入的接触信息是否包含在预设的接触信息中。
在步骤S84，如果输入的接触信息是预设的接触信息，则控制器60从存 储单元20提取与该接触信息对应的命令并执行该命令(S85)。然后，控制器 60控制显示单元50将执行的结果显示为图像或视频(S86 )。
在步骤S84，如果输入的接触信息不是预设的接触信息，则控制器60确 定是否设定输入的接触信息(S87)。在这种情况下，控制器60控制显示单元 50显示请求是否设定输入的接触信息的窗口。用户选择确认键16或取消键 18来确定是否设定输入的接触信息。可选择地，用户可将控制器10程序化 以通过接触传感器IO确定是否设定输入的接触信息。例如，当窗口被显示在 显示单元50上时，可使用在接触传感器10上的触摸或两次触摸来代替确认 键或取消键的输入。
如果用户选择确认键16，则控制器60根据用户选择信息设定将对应于 输入的接触信息而被执行的命令。即，控制器60控制显示单元50显示将对 应于输入的接触信息而被执行的命令(S88)。通过选择显示的通过确认键16 确认的命令，控制器60设定将根据输入的接触信息而^皮执行的命令(S89 )。 然后控制器60控制存储单元20存储输入的接触信息和将根据输入的接触信 息而被执行的命令(S90 )。
在步骤S87,如果用户选择取消键18,则控制器60确定接触信息为错误 地输入的接触信息并终止与错误地输入的接触信息对应的功能的执行。
在这种情况下，用户输入的接触信息可为用于修改预设的接触信息的信 息或者为用于设定对应于执行的命令的新的接触信息的信息。
如上所述，根据本发明示例性实施例的用于基于用户的接触来控制移动 通信终端的设备和方法允许利用各种方法输入接触信息。本发明的示例性实 施例还能够使用户直接设定或修改输入控制功能的命令的方法。即，用户可 以设定将对应于通过接触传感器输入的接触信息而被执行的命令，因此允许 创建移动通信终端的独特的用户接口 。
与现有的电阻式触摸屏控制电路的原理类似，电阻式触摸屏211、 212 用于接收电阻变化，并产生变化信号；驱动管201、 202、 203、 204由逻辑 控制模块217控制，驱动触摸屏并有选择地导通该变化信号；模数转换器207 对输入信号进行模数转换后，通过输出端输出数字信号。而本发明中增加的 采样保持电路220，可对驱动管201、 202的输出进行采样，并通过其输出端 将采样结果传送至模数转换器207。
具体地，变化信号包括x轴变化信号以及y轴变化信号，并分别通过x 轴信号输出端213以及y轴信号输出端215输出。采样保持电路的输入端通 过一个开关电路219择一地与x轴信号输出端213以及y轴信号输出端215 相连接。驱动管包括有第一驱动管202以及第二驱动管201，第一驱动管202 连接有电源+Vcc，并且其输出端与所述x轴信号输出端相连接215，第一驱 动管201也连接有电源，并且其输出端与所述y轴信号输出端相连接。
图3是图2采样X轴坐标的等效电路原理图。驱动管301、 302导通， 模数转换器303的输入端307接y+端，采样触摸屏屏电阻305的电阻分压 值，采样保持电路304采样驱动管301导通时的漏端电压，模数转换器303 的+REF端309接采样保持电路304的输出端。
图4是图3中采样保持电路304的等效电路结构原理图。本实施方式中， 该采样保持电路主要包括一个假象的运算放大器410，该运算放大器包括第 一输入端405、第二输入端404以及输出端402，本实施方式中，第一输入 端405为负极输入端，第二输入端404为正极输入端。 一个反馈电阻R2连 接于第二输入端404和输出端402之间，在第一输入端405串联有一个开关 电路409，并连接有一个滤波电容407，第二输入端404串联有一分压电阻 408。
当然，该采样电路也可采用其它本领域中常用的设计结构。 在采样阶段，开关409导通，Vin为驱动管的漏端电压，对电容407充 电，充电时间为<formula>formula see original document page 9</formula>
公式(3)中的Ron是开关409的导通电阻。
假设放大器401是理想模型，其增益A为无穷大，则放大器401的输入 端404、 405的电压在整个放大器环路稳定时相等，输出端402 Vout的电压 为
R2
Vout = Vin —R2R1(+Vcc —Vin) (公式4)
Vin = +Vcc —AVp (公式5)
公式(5)中AVp为驱动管301的导通压降，在本专利中设计的驱动管 301、 302的导通电阻在典型条件下相等AVn=AVp，假如R1=R2。则公式(4) 可以表示为
Vout =十Vcc — 2 x AVp (公式6)
所以该实施方式中的触摸屏控制中模数转换器207的满刻度范围可以表
示为
满刻度范围(FSR) =V+REF—V-ref=+Vcc-2xAVp (公式7) 本发明的电阻式触摸屏电路，相对于传统的触摸屏控制电路，具有以下
优点1，提出了一个全新的电阻式触摸屏控制器电路，相对于传统的电阻式 触摸屏控制器电路，该结构加入了采样保持电路，通过采样保持电路使模数 转换器的动态范围与输入满量程保持一致，大大的降低了模数转换器的失调 误差和增益误差，使模数转换器的精度不会随着触摸屏的材料或尺寸的变化 而变化。
2，这种全新的电阻式触摸屏控制电路只采用了一个采样保持电路，通 过采样保持电路的内部环路的电阻分压使输出的电压镜像了驱动管NMOS 203、 204、 PMOS201、 202的导通电压(参考图2)。无需通过两个采样保 持电路来分别镜像NMOS203、 204、 PMOS201、 202的导通电压。由于驱 动管的导通电阻相对于触摸屏的屏电阻所占的比例很小，即源漏的压差很 小，而且该压差还跟触摸屏屏电阻的大小有关，要设计一个完全跟踪驱动管 压降的采样保持电路很困难。这种采用一个采样保持电路来模拟驱动管 NMOS以及PMOS的压降，不仅使采样的压差增大了一倍，更加有利于采 样保持电路的实现，而且降低了功耗以及芯片面积。
3，相对于高精度的电阻式触摸屏控制电路(详见美国专利US 6246394)， 这种全新的电阻式触摸屏控制电路只会在采样阶段使触摸屏有电流通路，在 模数转换器转换阶段关断触摸屏的电流通路，大大的降低了功耗。
权利要求
1、一种电阻式触摸屏控制电路，包括电阻式触摸屏，用于接收电阻变化，并产生该变化信号；与该电阻式触摸屏相连接的驱动管，用于有选择地导通所述变化信号；与该电阻式触摸屏相连接的模数转换器，用于对该变化信号进行模数转换；控制该驱动管的逻辑控制模块；其特征在于还包括一个采样保持电路，该采样电路通过输入端与该电阻式触摸屏相连接，以及通过输出端与该模数转换器相连接。
7、 如权利要求6所述的电阻式触摸屏控制电路，其特征在于，所述第 一输入端串联有一个开关电路。
8、 如权利要求7所述的电阻式触摸屏控制电路，其特征在于，所述第 二输入端通过一个反馈电阻与所述输出端相连接，并通过一个分压电阻与电 源相连接。
9、 如权利要求8所述的电阻式触摸屏控制电路，其特征在于，所述第 一输入端连接有一个滤波电容。
全文摘要
本发明公开了一种电阻式触摸屏控制电路，包括电阻式触摸屏，用于接收电阻变化，并产生该变化信号；与该电阻式触摸屏相连接的驱动管，用于有选择地导通所述变化信号；与该电阻式触摸屏相连接的模数转换器，用于对该变化信号进行模数转换；控制该驱动管的逻辑控制模块；本发明的电阻式触摸屏控制电路还包括一个采样保持电路，该采样保持电路通过输入端与该电阻式触摸屏相连接，以及通过输出端与该模数转换器相连接。
文档编号G06F3/045GK101101527SQ20071004438
公开日2008年1月9日 申请日期2007年7月31日 优先权日2007年7月31日
发明者余维学, 王传芳, 程剑涛 申请人:启攀微电子(上海)有限公司