学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于ATmega88的大尺寸高分辨率红外触摸屏研究与实现

作　者: 郑磊
导　师: 杨福兴
学　校: 北京邮电大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 红外触摸屏分辨率抗光干扰低成本
分类号: TP334.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 226次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

红外触摸屏作为触摸技术的一种,因为不受电流、电压和静电干扰,适宜恶劣的环境条件,因此成为触摸屏产品最终的发展趋势。但传统的红外触摸屏分辨率很低,往往由其红外管对数决定,因此必须提高其分辨率以满足各种行业的需求。另一方面,红外触摸屏因采用红外接收管作为传感器件,当用于户外时,若环境中阳光强度较高,则会干扰其正常工作。这些缺陷都影响了红外触摸屏的应用。伴随科技进步,红外触摸屏也有了极大发展。目前国内商用触摸屏分辨率一般在1000×720,有些高端产品甚至达到更高。国外的部分产品可以达到4096×4096,但其抗光干扰的能力并不强。对于国内部分行业使用的大屏幕显示器,国内的红外触摸屏技术还无法正常实现其触摸及其他功能,而抗光干扰方面就更差。针对这种情况,本文提出了一种抗强光干扰的高分辨率红外触摸屏设计及研制方案。本文分别概括介绍了各种触摸屏的原理,对其性能进行了相应比较,并提出了抗强光干扰的高分辨率红外触摸屏的设计方案。其通过AD转换器对红外接收电路的输出电压变化进行精确量化,从而转化为坐标的相应变化。采用74HC138及74HC238来灵活控制整个电路,相比其他方案,大大减少了元件使用量,降低了成本,而性能更加稳定。通过硬件电路设计和软件方式共同提高了红外触摸屏的抗光干扰能力。设计中完成的工作主要如下：1.在设计中需要用到多种芯片,根据要求选择不同芯片,并通过实验验证红外发射及接收电路的可行性,经过不同方案的对比,提出设计方法。2.对电路进行原理设计,并分析局部电路特性。对由于触摸位置变化引起的电路输出部分进行量化处理以提高触摸精度。使用Protel 99SE软件绘制出原理图,并进行手工布线。3.根据电路设计,使用c语言编写程序。从程序方面对以往的触摸屏缺陷进行改进。改进了信号处理方式,提高了系统抗外界干扰能力。从测试结果看性能相比同类产品及以往产品有很大提升。4.使用AVR仿真器JTAG ICE MK-Ⅱ进行调试,软件调试平台是AVR Studio 4.0。调试结果从总体上看性能稳定,测试抗干扰能力提高显著,基本达到设计目标。设计完成后,通过实验进行了验证分析,最后分别通过软件及硬件调试的方法完成最终产品。通过老化测试、户外验证等测试手段,证明设计的方案达到了预期目标。本文设计的红外触摸屏分辨率达到、了2048×1024,良好的抗光干扰性能使其在户外或者频闪灯照射下可正常使用,具有定位准确无漂移,响应速度快等特点。尺寸上由于采用的电路结构简单大大节约了PCB面积,触摸屏的边框宽度降低到了17mm。经过各种测试表明此型号的红外触摸屏均达到了预期设计目标,兼具高精度和稳定性。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-10
第一章综述  10-15
  1.1 课题的背景及发展分析  10-12
    1.1.1 国内外概况及现状分析  10-11
    1.1.2 触摸屏应用背景  11-12
  1.2 课题背景与意义  12-13
  1.3 研制可行性论证  13
  1.4 本论文的主要内容及主要工作  13-15
第二章触摸屏工作原理  15-27
  2.1 电阻屏简介  15-19
    2.1.1 典型电阻触摸屏介绍  17-18
    2.1.2 电阻屏特点及缺陷  18-19
    2.1.3 电阻屏发展方向  19
  2.2 电容屏简介  19-20
    2.2.1 原理介绍  19
    2.2.2 电容屏优势及缺陷  19-20
    2.2.3 电容屏前景展望  20
  2.3 红外屏简介  20-23
    2.3.1 红外触摸屏原理  20-21
    2.3.2 红外屏缺陷  21
    2.3.3 红外触摸屏发展趋势  21-23
  2.4 声波屏简介  23-25
    2.4.1 声波屏优势及缺陷  23-24
    2.4.2 声波屏发展趋势  24-25
  2.5 性能比较  25-26
  2.6 本章小结  26-27
第三章系统总体设计  27-55
  3.1 系统总体架构  27
  3.2 电路原理简述及难点分析  27-28
  3.3 基本电路设计  28-38
    3.3.1 红外发射电路  30
    3.3.2 红外接收电路  30-31
    3.3.3 基础控制电路  31-33
    3.3.4 控制电路设计  33-38
  3.4 接口电路设计  38-41
    3.4.1 片上调试系统  38-40
    3.4.2 串口电路设计  40-41
  3.5 系统软件设计  41-48
    3.5.1 程序流程设计  42-43
    3.5.2 扫描控制流程设计  43-47
    3.5.3 串行数据传输  47-48
  3.6 抗光干扰的设计  48-50
  3.7 提高分辨率的方法  50-54
    3.7.1 传统办法介绍  50-51
    3.7.2 硬件细分  51
    3.7.3 图形算法光顺处理  51-54
  3.8 本章小结  54-55
第四章系统测试论述  55-63
  4.1 测试工具及测试方法  55-56
  4.2 软件调试  56-58
  4.3 硬件调试  58-61
    4.3.1 红外发射接收电路调试  59
    4.3.2 控制芯片及相关电路调试  59-61
  4.4 调试案例分析  61-62
  4.5 本章小结  62-63
第五章研制总结及展望  63-67
  5.1 研制情况及参数  63
  5.2 国外红外触摸屏最新发展情况  63-65
  5.3 对目前工作的总结  65-66
  5.4 对未来工作的展望  66-67
参考文献  67-70
致谢  70-71
作者攻读硕士学位期间发表的学术论文  71

基于ATmega88的大尺寸高分辨率红外触摸屏研究与实现

内容摘要

全文目录

相似论文