低功耗、结构紧凑的触摸屏控制电路
低功耗、结构紧凑的触摸屏控制电路
在palm、wince和其它各式各样pda中，为了减小设备尺寸，一般只有有限的几个键，触摸屏是最主要的输入手段。触摸屏有多种感应方式：电阻式、电容式等等。手持设备中大多为电阻式。电阻式触摸屏是一种三层膜的结构，上下两层是相互垂直的电阻丝，中间为一隔离层（图1）。平时上下两层的电阻丝不能直接导通，只有受到一定的压力时上下两层的电阻丝才会导通。电阻丝的阻值范围在几百欧姆到一千欧姆之间。
图：触摸屏的物理结构
---- 图2为触摸屏的控制电路，它由一个a/d转换器max1249、一个低压差线性稳压器max8873reuk、一个二极管和四个开关管组成。四个开关管（q1、q2、q3、q4）控制x轴、y轴的输出，a/d转换器负责数字化触摸屏的输出电压，线性稳压器max8873reuk为触摸屏供电，同时为a/d转换器提供基准电压。 ---- 在系统处于休眠状态时，q1、q2和q3都处于截止态，q4导通，max1249和max8873reuk被关断以节省电池能量。当有笔触动作时，触摸屏经由二极管d1产生中断，唤醒mcu。产生中断的等效电路如图3（a）。因为触摸屏的电阻值很小，而上拉电阻都是几十到上百千欧姆之间，所以可以产生明确的中断信号。
图：完整的触摸屏控制电路。
---- mcu被唤醒后，启动ldo和adc。然后使q1导通，在x轴方向上形成电流回路，a/d转换器的通道0经由y+端即可读到x轴的坐标值；同样关闭q1和q4，打开q2和q3，a/d转换器的通道1经由x+端可读到y轴的坐标值。这个部分的等效电路如图3（b）。 ---- 系统得到坐标值后，关闭q1、q2和q3，打开q4，回到初始状态。然后可以查询中断引脚以确定是否继续转换或是关闭ldo和adc，等待下一次笔触中断。 ---- 由于此电路是针对手持系统设计的，所以选择器件时就需考虑功耗、体积和性能。 ---- 选用max8873reuk的原因在于工作电流仅82μa、极好的负载调整率--0.030%/ma、非常低的输出噪声和小型sot23-5封装。另外，它具有关断功能，便于电源管理。
图：触摸屏产生中断、读取x轴位置时的等效电路。
---- max1249是16引脚qsop封装的10位、4输入通道、串行接口的a/d转换器，工作电压为3v，转换速度为133ksps时，电流仅为1.2ma。处于关闭状态时，电流只有1μa；而且它可以被编程为在每次转换完成时即进入关闭状态，充分节省能量。max1249有内部时钟，转换时省去了从外部提供时钟的麻烦。外部输入基准电源，可以保证触摸屏输入的动态范围。如果触摸屏较大，可以升级到12位管脚兼容的max1247。另外两路输入可以去测量系统电池和备份电池的电压。 ---- 总之，此电路满足手持设备中低功耗和紧凑的设计原则，适用于此类系统应用
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