一种高分辨率多点触控红外触摸屏的制作方法

本发明属于触控交互技术领域，具体地涉及一种高分辨率多点触控红外触摸屏。

背景技术：

在电阻式、电容式、红外式和表面声波式等众多触控交互技术中，红外式触控技术以其透光率高、防刮性能好、尺寸易扩展、寿命长等优势成为大尺寸触摸屏的首选方案。大尺寸红外式触摸屏在电子白板、博彩设备以及游戏游艺等行业应用非常广泛，特别是随着大屏幕LED全彩显示屏产业的快速发展，非标大尺寸全彩展示系统逐步受到市场的青睐，红外触摸屏作为大尺寸展示系统的配套产品，将迎来更加广阔的市场前景。

然而，在实际应用中，红外式触摸屏产品普遍存在分辨率不高、扫描速度慢、触点抖动等缺陷。传统的红外触摸屏采用只选通共轴的一组发射－接收管的扫描方式，分辨率由红外管的数量决定，而增加红外管的数量又会提高红外屏的成本和加工组装难度。此外传统红外屏采用脉冲调制驱动方式，在接收端对信号进行滤波、积分，导致系统响应较慢，无法适用于高速触控的应用场合。

技术实现要素：

本发明就是针对红外触摸屏普遍存在分辨率不高、响应速度较慢的不足，提供一种高分辨率多点触控红外触摸屏；本发明降低了加工制造复杂度，实现了红外屏即插即用，有效地提高了红外触摸屏的分辨率和响应速度。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏，包括嵌入式处理器、二维选通红外扫描电路、红外接收扫描电路、带通滤波电路、校准数据存储模块及显示屏主机；其结构要点是：所述嵌入式处理器采用STM32F205RBT6，所述嵌入式处理器的USB接口与显示屏主机相连，所述嵌入式处理器的SPI-1端口、GPIO端口、TIM2端口均与二维选通扫描电路相连，所述嵌入式处理器的IIC端口与校准数据存储模块相连，所述嵌入式处理器的SPI-2端口连接红外接收电路，所述红外接收扫描电路的输出端连接带通滤波器，带通滤波器的输出端连接嵌入式处理器的ADC端口相连。

作为本发明的一种优选方案，所述二维选通红外扫描电路由串转并芯片74HC595和译码器74HC138连接构成。

作为本发明的另一种优选方案，所述红外接收扫描电路由串转并芯片74HC595和八通道带通滤波放大电路连接构成。

进一步地，所述八通道带通滤波放大电路由两片TCL2274构成。

作为本发明的另一种优选方案，所述带通滤波电路采用有源带通滤波电路。

本发明的有益效果是。

1、本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏，采用二维选通扫描方式，提高了系统分辨率；采用单红外接收扫描方式，省去接收端的积分环节，实现对红外屏的快速扫描，在提高分辨率的同时提高了系统响应速度。此外通过将发送和接收电路模块化，为加工制造不同尺寸的触摸屏提供了便利；采用嵌入式处理器STM32F205RBT6的USB接口，实现了触摸屏即插即用，增强了便利性。

2、本发明包括二维选通红外扫描电路、红外接收扫描电路和带通滤波放大电路，实现了发射与接收电路的模块化，为加工组装提供了便利。软件部分首先提出了脉冲式红外扫描方式，并给出了基于STM32F205片内Timer和ADC的脉冲扫描实现方法，提高了红外屏的扫描速度；并通过二次细分扫描在不增加硬件成本的基础上提高了红外屏触点的定位精度。本发明降低了加工制造复杂度，实现了红外屏即插即用，有效地提高了红外触摸屏的分辨率和响应速度。

附图说明

图1是本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏的系统总体框图。

图2是本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏的二维选通红外扫描电路图。

图3是本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏的红外接收扫描电路图。

图4是本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏的带通滤波电路图。

具体实施方式

如图1所示，为本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏的系统总体框图。图中，包括嵌入式处理器、二维选通红外扫描电路、红外接收扫描电路、带通滤波电路、校准数据存储模块及显示屏主机；其结构要点是：所述嵌入式处理器采用STM32F205RBT6，所述嵌入式处理器的USB接口与显示屏主机相连，所述嵌入式处理器的SPI-1端口、GPIO端口、TIM2端口均与二维选通扫描电路相连，所述嵌入式处理器的IIC端口与校准数据存储模块相连，所述嵌入式处理器的SPI-2端口连接红外接收电路，所述红外接收扫描电路的输出端连接带通滤波器，带通滤波器的输出端连接嵌入式处理器的ADC端口相连。

所述二维选通红外扫描电路由串转并芯片74HC595和译码器74HC138连接构成。

如图2所示，为本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏的二维选通红外扫描电路图。图中，包括串转并芯片74HC595和译码器74HC138，所述74HC595包括Q0～Q7共8个端口，所述74HC138包括Y0～Y7共8个端口；所述74HC595的Q0～Q7端口与74HC138的Y0～Y7端口之间通过红外发射管相连。当所述74HC595的Q0～Q7端口低电平时，PMOS管导通，８个红外发射管阳极得电，通过译码器74HC138输出便可以选通其中一个发射管。本发明的二维选通红外扫描电路采用两个IC即串转并芯片74HC595和译码器74HC138，便可以驱动64只发射管，简化了驱动电路，并可以通过74HC595芯片的级联可以实现不同尺寸红外屏的扩展，采用模块化的接口，极大地方便了红外屏的加工和组装。

所述红外接收扫描电路由串转并芯片74HC595和八通道带通滤波放大电路连接构成；进一步地，所述八通道带通滤波放大电路由两片TCL2274构成；所述带通滤波电路采用有源带通滤波电路。

如图3所示，为本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏的红外接收扫描电路图。图中，包括串转并芯片74HC595和八通道带通滤波放大电路，所述串转并芯片74HC595的Q0～Q7端口与八通道带通滤波放大电路之间通过红外接收管相连。所述74HC595的每一个输出IO选通8只红外接收管，同一时刻只能有一个IO输出低电平，即同一时刻只可以选通８只红外接收管，并通过８通道带通滤波放大电路对接收信号进行信号调理。本发明采用PMOS管Si2301作为电子开关，当74HC595芯片输出低电平时，PMOS管道通，与之相连的8只红外接收管被选通。接收管负载电阻选用68Ω，保证了即使在强环境光下信号仍不会饱和，同时接收信号也有足够大的幅值，便于信号的调理和测量。

如图4所示，为本发明一种高分辨率多点触控红外触摸屏的带通滤波电路图。所述带通滤波电路包括TCL2274芯片，所述TCL2274芯片的输入端正极端连接680PF电容的一端和3.3K电阻的一端，所述TCL2274芯片的输入端负极端分别连接2.7K电阻的一端和10K电阻的一端；所述10K电阻的另一端连接TCL2274芯片的输出端。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。