触屏传感技术对手机控制系统的设计.docx

触屏传感技术对控制系统的设计摘要在现今的传感器系统里正向着微小型化、智能化、多功能化和网络化的方向开展。里的传感器在我们的触屏技术中得到了很多的应用也把触屏传感技术在里的控制提高了一个空前的高度。本篇论文是通过讲述里的一些传感器在控制系统中的应用，阐述了触屏传感技术对控制系统的设计。在触屏传感技术中本篇主要论述了电容式触屏传感技术对系统的设计，分析电容式感测技术在触摸屏中的应用，以电容式的电感式位移传感器的设计和电容式的振动传感器的设计说明了电容式触屏传感技术对控制的重要性。再通过对霍尔传感器在电容式中应用，对光线传感器、接近传感器、加速传感器和三轴陀螺仪在中的应用分析得出电容式触屏传感技术必将进一步得到社会各界的普遍关注。摘要11、绪论3第一章、触屏传感技术的种类41、红外线式触摸屏42、电容式触摸屏43、电阻式触摸屏44、夕卜表声波触摸屏5第二章、各种触屏的优缺点61、红外线式触摸屏的优缺点62、电容式触摸屏的优缺点73、外表声波式触摸屏的优缺点84、电阻式触摸屏优缺点8第三章、电容式感测技术在触摸屏中的应用11第四章、电容式里的传感设计154.1 投射式电容触摸屏154.2 主板电路图161 .主板电路图164.3 电容式感测技术在触摸屏中的应用174.3- 1电容式感测技术的方式174.4- 2电容式传感器的接口电路和检测方法184.5- 3电容感测技术在其他方面的应用204.4电容式的电感式位移传感器的设计21441传感器的作用214.4- 2电容式的电感式位移传感器设计的总体模块224.6- 3各模块的设计电路224.5电容式的振动传感器的设计254.5- 1电容式振动传感器的工作根底254.7- 2敏感元件的等效电学模拟284.6触摸传感器在电容触摸屏中的设计294.6- 1电容式触摸屏电路详解294.6- 2电容式触摸屏294.6- 3电容式触摸屏的特性304.8- 4触摸屏故障分析314.7电容式触屏中各传感器的关系314.7- 1摄像头触感与电容式触屏的连接314.8- 2电容式触屏里的加速传感器和接近传感器设计324.9- 3导向电子指南针电路334.10- 触屏的接近传感器设计344.11- 中的三轴陀螺仪35结束语37致谢38参考文献：391、绪论传感技术分为键盘输入和触屏输入，触屏是指利用触摸屏的技术将该技术应用到屏幕上面的一种类型。触屏和其他的分类没有明显的界限。为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替键盘工作时，我们必须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；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。触屏最大的特点在于它那超大的屏幕，可以使用者带来视觉的享受，无论从文字还是图像方面都表达出大屏幕的特色。但是由于屏幕大，体积也就比拟大，对于携带触屏占用的空间也大了。同时触屏可以用手指操纵，完美的替代键盘。而它所采用的传感方式有红外线、电容式、电阻技术和外表声波四种方式此论文主要论述触屏传感技术对的控制，突出传感技术对控制的工具性作用和使用良好性地位，讲述了现今使用的四种触摸方式的原理作用和对的控制重点讲述了触屏传感技术中的电容式传感。未来触屏传感控制为多点触摸技术，它进一步提升了触摸屏可靠的可用性，能满足多种特性丰富的应用需求使触屏传感的实用性得到了更好的开展。第一章、触屏传感技术的种类1、红外线式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，无需在屏幕外表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，在屏幕外表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红外触摸屏不受电流电压和静电干扰，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，且分辨率较低2、电容式触摸屏电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场用户触摸屏幕时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器，更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响，就算屏幕沾有污秽尘埃或油渍，电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置3、电阻式触摸屏触摸屏的屏体局部是一块与显示器外表非常配合的多层复合薄膜，由一层玻璃或有机玻璃作为基层，外表涂有一层透明的导电层（OTL氧化锢），上面再盖有一层外外表硬化处理光滑防刮的塑料层，它的内外表也涂有一层OTI,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绝缘当手指接触屏幕，两层OTl导电层出现一个接触点，因其中一面导电层接通Y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比，即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是电阻技术触摸屏共同的最根本原理电阻屏根据引出线数多少，分为四线五线等多线电阻触摸屏五线电阻触摸屏的A面是导电玻璃而不是导电涂覆层，导电玻璃的工艺使其的寿命得到极大的提高，并且可以提高透光率。电阻式触摸屏的OTl涂层比拟薄且容易脆断，涂得太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度，OTl外虽多加了一层薄塑料保护层，但依然容易被锐利物件所破坏；且由于经常被触动，表层OTI使用一定时间后会出现细小裂纹，甚至变型，如其中一点的外层OTl受破坏而断裂，便失去作为导电体的作用，触摸屏的寿命并不长久但电阻式触摸屏不受尘埃水污物影响4、外表声波触摸屏外表声波触摸屏的触摸屏局部可以是一块平面球面或是柱面的玻璃平板，安装在Crtledlcd或是等离子显示器屏幕的前面这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃，区别于其它触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器，右上角那么固定了两个相应的超声波接收换能器玻璃屏的四个周边那么刻有45。角由疏到密间隔非常精密的反射条纹，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外表传递，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，声波能量经过屏体外表，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外表声波能量变为电信号发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候，接收信号的波形与参照波形完全一样当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时，X轴途经手指部位向上走的声波能量被局部吸收，反响在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口，计算缺口位置即得触摸坐标，控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标除了一般触摸屏都能响应的XY坐标外，外表声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标，也就是能感知用户触摸压力大小值三轴一旦确定，控制器就把它们传给主机外表声波触摸屏不受温度湿度等环境因素影响，分辨率极高，有极好的防刮性，寿命长5000万次无故障)；透光率高92%),能保持清晰透亮的图像质量；没有漂移，最适合公共场所使用但外表感应系统的感应转换器在长时间运作下，会因声能所产生的压力而受到损坏一般羊毛或皮革手套都会接收局部声波，对感应的准确度也受一定的影响屏幕外表或接触屏幕的手指如沾有水渍油渍污物或尘埃，也会影响其性能，甚至令系统停止运作。1、红外线式触摸屏的优缺点优点是红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，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。红外触摸屏是利用X、Y方向上密布的红外线矩阵来检测并定位用户的触摸。红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。早期观念上，红外触摸屏存在分辨率低、触摸方式受限制和易受环境干扰而误动作等技术上的局限，因而一度淡出过市场。此后第二代红外屏局部解决了抗光干扰的问题，第三代和第四代在提升分辨率和稳定性能上亦有所改良，但都没有在关键指标或综合性能上有质的飞跃。但是，了解触摸屏技术的人都知道，红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰，适宜恶劣的环境条件，红外线技术是触摸屏产品最终的开展趋势。采用声学和其它材料学技术的触屏都有其难以逾越的屏障，如单一传感器的受损、老化，触摸界面怕受污染、破坏性使用，维护繁杂等等问题。过去的红外触摸屏的分辨率由框架中的红外对管数目决定，因此分辨率较低，市场上主要国内产品为32x32、40X32,另外还有说红外屏对光照环境因素比拟敏感，在光照变化较大时会误判甚至死机。这些正是国外非红外触摸屏的国内代理商销售宣传的红外屏的弱点。而最新的技术第五代红外屏的分辨率取决于红外对管数目、扫描频率以及差值算法，分辨率已经到达了1000X720,至于说红外屏在光照条件下不稳定，从第二代红外触摸屏开始，就已经较好的克服了抗光干扰这个弱点。第五代红外线触摸屏是全新一代的智能技术产品，它实现了1000*720高分辨率、多层次自调节和自恢复的硬件适应能力和高度智能化的判别识别，可长时间在各种恶劣环境下任意使用。并且可针对用户定制扩充功能，如网络控制、声感应、人体接近感应、用户软件加密保护、红外数据传输等。红外触摸屏的缺点就是没有电容充放电过程，响应速度比电容式快，但分辨率较低另外一个主要缺点是抗暴性差。当用户触摸电容屏时，由于人体电场，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，于是手指吸收走一个很小的电流，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头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，得出位置信息。电容触屏的使用更加方便，对于屏幕你需要用的是生物体手指肉），而非手指甲大力按压，这样屏幕上就不会留下难看的刮花痕迹，而且反响灵敏能够轴坐标式感应单元矩阵轴坐标式感应单元分立的行和列以两个交叉的滑条实现检测每一格感应单元的电容变化。并且电容屏是触屏的一个趋势，它颜色鲜艳，而且较省电，目前的中高端都会用到电容屏。而且由于电容屏的特性，使屏幕具有多点触控功能，增加了的可操控性，提升了的使用价值。电容式触摸屏的结构主要分为三类单层ITO、单面双层ITO、双面单层ITO,但是它们各自的性能也不同单层ITO优点：本钱低透过率高、缺点：抗干扰能力差，单面双层ITO优点：性能好良率高、缺点：本钱较高，双面单层ITO优点：性能好抗静电能力强，缺点：抗干扰能力差。目前的中高端都会用到电容屏如：苹果、三星、魅族等等电阻式触摸屏的优缺点电阻式触摸屏包含上下叠合的两个透明层，四线和八线触摸屏由两层具有相同外表电阻的透明阻性材料组成，五线和七线触摸屏由一个阻性层和一个导电层组成，通常还要用一种弹性材料来将两层隔开。