抗强光干扰的高精度红外触摸屏设计与实现

摘要

触摸屏是结合显示器使用的一种绝对坐标定位系统，作为一种简单、便利的输入设备已经得到越来越广泛的应用。
　　红外触摸屏作为触摸屏技术中的一种由于其透光率高，定位精确无漂移等优势一直备受关注。但传统的红外触摸屏分辨率只有几十，随着显示技术的不断发展，大屏幕显示的普及，这种分辨率已经不能满足应用需求。而且红外触摸屏采用红外接收管作为传感器件，当使用环境中的太阳光强度较高时，就会干扰红外接收管的正常工作。这些缺陷给红外触摸屏的应用带来极大的影响。
　　现在，红外触摸屏技术得到极大发展，国内商用的红外触摸屏分辨率已经达到1000×720，国外的达到4096×4096，但抗强光干扰性能并不理想。对于长为610mm的大屏幕显示，在国内使用红外触摸技术还无法实现正常触摸定位。针对这种情况下的应用，本文提出了一种抗强光干扰的高分辨率红外触摸屏设计和实现方案。
　　本文概括性介绍了各种触摸屏的特征和定位原理，对各种触摸屏性能进行比较，其中重点介绍了红外触摸屏的结构、定位原理、优势和劣势以及发展的趋势。本文立足于触摸屏领域取得的进展，创新地采用AD转换器对红外接收电路输出的反映光强变化的电压信号进行量化处理，通过触摸位置移动而引起的AD转换器输出数据的精确变化实现触摸屏的高分辨率。红外发射电路则采用移位寄存器和存储寄存器的控制方式实现了红外点光源的灵活扫描。采用对传播方向敏感的准直沟道提高红外触摸屏抗光干扰能力。
　　在实现红外触摸屏高分辨率和抗强光干扰性能的过程中，先通过理论确立了总体设计方案可行性，然后由实验验证其有效性，最后在系统完成之后进行实际测试验证是否达到预期目标。
　　本文设计的红外触摸屏采用内置结构安装在无缝拼接的多功能显示屏上，分辨率达到2048×768，抗光干扰性能达到正常环境下不影响使用，定位准确稳定无漂移，响应速度快等特点。尺寸上由于采用了简洁的电路结构和I2C总线极大地缩小了电路板面积，使触摸屏边框宽度降低至15mm，并通过对器件的加工处理使触摸屏厚度降到5mm而不影响触摸屏的性能。上述红外触摸屏已应用到某仪器的多功能显示器上，经用户一年的使用证明上述功能的红外触摸屏兼具高精度与可靠性。

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缩略字表

第一章 绪论

1.1 红外触摸屏发展概况及现状

1.2 课题的背景与意义

1.3 本论文的主要内容及主要工作

第二章 常规触摸屏的工作原理

2.1 电阻式触摸屏简介

2.2 电容触摸屏简介

2.3 表面声波触摸屏简介

2.4 红外触摸屏简介

2.5 触摸屏性能比较

2.6 触摸屏应用场合

2.7 本章小结

第三章 系统总体设计方案

3.1 系统总体框架

3.3 高精度（分辨率）的实现

3.4 抗强光干扰的实现

3.7 系统的软件设计

3.8 本章小结

第四章 系统的调试

4.1红外发射电路调试

4.2红外接收电路调试

4.3控制器电路调试

4.4应用软件调试

4.5本章小结

第五章

5.1 主要技术指标和要求

5.2 测试结果

5.3 本章小结

第六章 结论

6.1 现有工作的总结

6.2 对未来工作的展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果

个人简历