一種觸摸屏控制系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力電子技術領域，具體地說，涉及一種觸摸屏控制系統。
【背景技術】
[0002] 隨著隨著人機交互技術的發展，列車顯示器逐漸采用電阻式觸摸屏作為主要輸入 設備。
[0003] 作為一種最新的計算機輸入設備，觸摸屏是可接收觸摸等輸入信號的感應式顯示 裝置，它具有堅固耐用、反應速度快、節省空間、易于交流等特點，可用以取代機械式的按鈕 面板。使用者只需用手指輕輕的觸摸計算機觸摸屏上的圖號或文字，就能實現對主機的操 作，從而使得人與計算機的交戶更為直截了當。觸摸屏廣泛應用于工業控制、信息瀏覽、移 動通信、軍事指揮等眾多領域。特別是在工業控制領域，通過使用觸摸屏，工人可以控制復 雜的工藝，這樣一個從未接觸過計算機的人也能夠簡便地使用觸摸屏系統來進行交互操 作。
[0004] 圖1示出了現有的觸摸屏控制系統的結構示意圖。
[0005] 如圖1所示，現有的觸摸屏控制系統包括觸摸信號采集電路102和控制器103。觸 摸信號采集電路102用于對觸摸屏施加驅動電壓，并檢測與觸摸點的坐標數據有關的電壓 信號，將接收到的電壓信號經過模數轉換后通過SPI接口傳輸給控制器103。控制器103根 據觸摸信號采集電路102傳輸來的數據分析得到觸摸點的坐標數據，再根據該坐標數據經 過特定算法處理后，向電阻式觸摸屏101發送相應的動作指令，以控制電阻式觸摸屏101進 行相應動作。
[0006] 現有的觸摸屏控制系統由于是利用控制器103來進行數據處理，因此存在觸摸響 應時間較長，CPU資源占用大等問題，不利于系統性能的提高。
【發明內容】
[0007] 為解決現有的觸摸屏控制系統存在的觸摸響應時間較長、CPU資源占用大、不利于 系統性能的提高問題，本發明提供了 一種觸摸屏控制系統，所述系統包括包括：
[0008] 信號采集電路和協議處理器，所述信號采集電路與觸摸屏連接，其用于當所述觸 摸屏被觸摸時在所述協議處理器的控制下向所述觸摸屏的相應端口施加驅動電壓，并根據 從觸摸屏的輸出端口采集到的電壓生成對應的觸摸點數據，所述協議處理器能夠根據所述 信號采集電路傳輸來的觸摸點數據確定觸摸點坐標，并確定所述觸摸點坐標對應的動作指 令；
[0009] 控制器，其與所述協議處理器和觸摸屏連接，其用于根據所述協議處理器傳輸來 的動作指令控制所述觸摸屏進行相應地顯示。
[0010] 根據本發明的一個實施例，當所述觸摸屏被觸摸時，所述協議處理器能夠控制所 述信號采集電路向所述觸摸屏的第一端口和第二端口施加第一驅動電壓，并向所述觸摸屏 的第三端口和第四端口施加第二驅動電壓，所述信號采集電路能夠根據從所述觸摸屏的活 動電極采集到的電壓以及第一驅動電壓和第二驅動電壓，確定所述觸摸屏中觸摸點的橫坐 標數據。
[0011] 根據本發明的一個實施例，當所述觸摸屏被觸摸時，所述協議處理器還能夠控制 所述信號采集電路向所述觸摸屏的第二端口和第四端口施加第三驅動電壓，并向所述觸摸 屏的第一端口和第三端口施加第四驅動電壓，所述信號采集電路能夠根據從所述觸摸屏的 活動電極采集到的電壓以及第三驅動電壓和第四驅動電壓，確定所述觸摸屏中觸摸點的縱 坐標數據。
[0012] 根據本發明的一個實施例，所述信號采集電路將所述觸摸點數據以數據包的形式 發送到所述協議處理器。
[0013] 根據本發明的一個實施例，所述數據包包括：觸摸狀態數據、橫坐標數據和縱坐標 數據。
[0014] 根據本發明的一個實施例，所述橫坐標數據和/或縱坐標數據分別由至少兩個字 節構成。
[0015] 根據本發明的一個實施例，所述協議處理器配置為根據中斷信號的電平來判斷所 述觸摸屏是否被觸摸。
[0016] 根據本發明的一個實施例，所述協議處理器配置為采用輪詢的方式識別所述觸摸 屏的觸摸點數據。
[0017] 根據本發明的一個實施例，所述協議處理器配置為通過查表的方式確定所述觸摸 點坐標對應的動作指令。
[0018] 本發明所提供的觸摸屏控制系統在現有觸控架構的基礎上，增加了協處理器的方 式來對觸摸屏的坐標進行算法處理。與現有的觸摸屏控制系統相比，本發明所提供的觸摸 屏控制系統采用協處理器代替原有的主CPU來完成觸控數據的分析計算操作，即觸摸屏的 驅動和坐標采集命令均由協處理器獨立完成。協處理器將處理后的最終結果給主CPU直接 使用。這樣，在控制器（即CPU)中需要耗費大量的時間以及資源來完成的操作轉由協議處 理器完成。
[0019] 現有的機車顯示器觸摸屏控制系統由于采用主CPU進行數據處理，其存在觸摸響 應遲鈍的問題。而本發明所提供的觸摸屏控制系統解決了觸摸屏存在反應遲鈍的現象，其 通過協處理器來對坐標數據進行針對性的處理，直接將結果傳送給控制器（即CPU)，控制 器無需再對數據進行處理，而是可以直接用于對液晶屏的顯示器操作，從而提高了觸摸屏 的響應速度。
[0020] 本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變 得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利 要求書以及附圖中所特別指出的結構來實現和獲得。
【附圖說明】
[0021] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要的附圖做簡單的介紹：
[0022] 圖1是現有的觸摸屏控制系統的結構示意圖；
[0023] 圖2是根據本發明一個實施例的觸摸屏控制系統的結構示意圖；
[0024] 圖3是根據本發明一個實施例的五線電阻式觸摸屏的結構示意圖；
[0025] 圖4是根據本發明一個實施例的活動電極輸出的電壓與觸摸屏橫軸寬度的關系 示意圖；
[0026] 圖5是根據本發明一個實施例的動電極輸出的電壓與觸摸屏縱軸寬度的關系示 意圖；
[0027] 圖6是根據本發明一個實施例的信號采集電路與協議處理器之間的通信時序圖。
【具體實施方式】
[0028] 以下將結合附圖及實施例來詳細說明本發明的實施方式，借此對本發明如何應用 技術手段來解決技術問題，并達成技術效果的實現過程能充分理解并據以實施。需要說明 的是，只要不構成沖突，本發明中的各個實施例以及各實施例中的各個特征可以相互結合， 所形成的技術方案均在本發明的保護范圍之內。
[0029] 同時，在以下說明中，出于解釋的目的而闡述了許多具體細節，以提供對本發明實 施例的徹底理解。然而，對本領域的技術人員來說顯而易見的是，本發明可以不用這里的具 體細節或者所描述的特定方式來實施。
[0030] 針對現有的觸摸屏控制系統由于采用控制器來進行數據處理而導致觸摸相應時 間長、CPU資源占用大、不利于系統性能的提高的缺陷，本發明提供了一種新的觸摸屏控制 系統。
[0031] 圖2示出了本實施例所提供的觸摸屏控制系統的結構示意圖。
[0032] 如圖2所示，本實施例所提供的觸摸屏控制系統201包括信號采集電路202、協議 處理器203和控制器204。其中，信號采集電路202與觸摸屏200連接，其用于當觸摸屏300 被觸摸時在協議處理器203的控制下向觸摸屏200中的相應端口施加驅動電壓，并根據從 觸摸屏200的輸出端口采集到的電壓生成對應的觸摸點數據。
[0033] 協議處理器203能夠根據信號采集電路202傳輸來的觸摸點數據確定觸摸屏200 中的觸摸點坐標，并根據該觸摸點坐標確定對應于該觸摸點坐標的動作指令。控制器204 與協議處理器203和觸摸屏200連接，其能夠接收來自于協議處理器203的動作指令控制 觸摸屏200進行相應地顯示。
[0034] 機車顯示器作為人機交互終端，其對輸入設備的實用性和人性化要求越來越高。 機車顯示器也由原來的純物理薄膜按鍵式輸入，逐漸向觸摸屏和按鍵雙冗余以及純觸摸屏 輸入的方向發展。目前機車顯示器廣泛采用的是電阻式觸摸屏五線電阻式觸摸屏具有極好 的靈敏度、透光率、較長的使用壽命、不怕灰塵等諸多優點，適用于精密的工業控制現場。因 此，以下以觸摸屏為五線電阻式觸摸屏為例來對本實施例所提供的觸摸屏控制系統的工作 原理以及優點進行進一步地闡述。
[0035] 圖3示出了五線電阻式觸摸屏的結構示意圖。
[0036] 如圖3所示，五線電阻式觸摸屏通常包括玻璃基板、下層IT0和上層IT0。其中，X 方向以及Y方向上的電極都附著在下層IT0上，而上層IT0只作為活動電極與外部電路連 接以用戶感應觸摸位置。下層IT0上的X方向以及Y方向上的電極分別從四角（即UR端 口、LR端口、UL端口和LL端口）引出相應的接線，并與上層IT0的活動電極引出的接線構 成五條接線。
[0037] 如圖4所示，當所述觸摸屏被觸摸（即觸摸屏被按壓）時，數據采集電路202會產 生低電平的中斷信號，并將該中斷信號傳輸給協議處理器203。協議處理器203根據中斷信 號的電平來判斷所述觸摸屏是否被觸摸。如果協議處理器203接收到低電平的中斷信號， 則響應該中斷控制信號，來控制數據采集電路202向觸摸屏200的第一端口（即UR端口） 和第二端口（即LR端口）施加第一驅動電壓，并向觸摸屏200的第三端口（即UL端口） 和第四端口（即LL端口）施加第二驅動電壓。信號采集電路202根據從觸摸屏200的輸 出端口采集到的電壓以及第一驅動電壓和第二驅動電壓，產生相應的觸摸點橫坐標數據， 協議處理器203根據信號采集電路202傳輸來的該觸摸點橫坐標數據便可以確定出觸摸點 橫坐標（即觸摸點在液晶屏W方向上的坐標）。
[0038] 如圖5所示，當所述觸摸屏被觸摸時，協議處理器203還控制信號采集電路202向 觸摸屏200的第二端口（即LR端口）和第四端口（即LL端口）施加第三驅動電壓，并向 觸摸屏200的第一端口（即UR端口）和第三端口（即UL端口）施加第四驅動電壓。信號 采集電路202根據從觸摸屏的活動電極采集到的電壓以及第三驅動電壓和第四驅動電壓， 產生相應的觸摸點縱坐標數據。協議處理器203根據信號采集電路202傳輸來的該觸摸點 縱坐標數據便可以確定出觸摸點縱坐標（即觸摸點在液晶屏H方向上的坐標）。
[0039] 本實施例中，根據觸摸屏的特性，存在：
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[0041