理论教育 USB触摸屏操作指导:连接及原理解析

USB触摸屏操作指导:连接及原理解析

时间:2023-06-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:首先将USB控制器与电脑、触摸屏连接好,然后启动电脑进入系统。当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后传送到触摸屏控制器。夹层ITO涂层作为工作面,其各角上各引出一个电极,内层ITO作为屏蔽层,用以保证良好的工作环境。

USB触摸屏操作指导:连接及原理解析

1.触摸屏接口连线和软件安装

(1)安装USB控制器驱动程序。首先将USB控制器与电脑、触摸屏连接好,然后启动电脑进入系统。系统此时会找到USB新硬件,先取消驱动程序的安装。进入系统后关闭其他应用程序,将驱动程序光盘放入光驱,在“我的电脑”中打开光盘中的“Windows for USB”文件夹,运行下面的“usbdriver.exe”文件,然后出现如图17-8所示的对话框。

图17-8 双击运行usbdriver.exe

单击【下一步】按钮,程序会自动安装完毕,然后提示你安装成功,点击完成后将USB线重新插入USB接口(或者重新启动系统)。

(2)触摸屏驱动程序的安装。打开驱动光盘中的“Windows for USB”文件夹,运行其中的“Onetouch.exe”文件。屏幕会出现如图17-9所示的对话框。

单击【Next】按钮后出现选择安装路径及文件夹,您可以根据自己的要求选择安装在不同的路径及文件夹下面(见图17-10),选择完后一直单击【Next】按钮。安装程序将把文件复制到选择的文件夹中。

图17-9 双击运行Onetouch.exe

图17-10 选择安装路径

当安装的进度条完成后,会弹出一个对话框,选择COM口,在下拉框中选择COM3或者COM4(两者只有一个出现)。选择完后单击【OK】再点【Finish】按钮后进入校准界面。

校准时请站在屏幕的正前方,依次用手指对出现的校准点(蓝色圆圈)点击一下。校完四个校准点后在屏幕上点击一下。至此驱动程序安装完成。

2.windows下驱动程序的使用

(1)在桌面上运行“Onetouch”程序(双击该图标),出现如图17-11所示的对话框。

(2)【Calibrate】选项。在【Calibrate】选项中,Port中可以对连接控制卡的端口进行选择,选择完后单击一下【Apply】按钮才能生效。单击【Calibration】按钮进行屏幕校准。进入校准界面后请用手指对准靶心(蓝色圆圈)依序从左上、右上、右下、左下进行定位,每完成一下都会发出BEEP声,如图17-12所示。

图17-11 双击Onetouch图标图示

图17-12 定位

定位完成后,单击【Enter】键或在屏幕上点击一下即退出并保存刚才的定位;单击【Space】键将重新进行定位;单击【Esc】键将取消刚才的定位。

(3)【Settings】选项。进入驱动程序的控制界面的【Settings】选项项目,如图17-13所示。

①触摸模式功能介绍:【Mouse Action】。

a.DragMode:鼠标拖动模式。

b.MoveMode:鼠标移动模式。

c.Click on Touch:触摸时响应模式。

d.Click on Relese:触摸离开时响应模式。

②双击模式功能介绍:【Double Click Settings】。

a.Speed:双击响应速度设置。

图17-13 Settings选项界面

b.Range:双击响应范围设置。

③鼠标右键模式:【Mouse Right Click】。

a.On:表示打开鼠标右键开关。

b.Off:表示关闭鼠标右键开关。

④屏幕设置:【Screen Settings】。勾选【Screen Settings】复选框表示支持16∶9显示比例的显示器

(4)【Sound】选项。进入驱动程序控制界面的【Sound】选项项目,如图17-14所示。

图17-14 Sound选项界面

声音控制界面说明。

①声音控制模式:【Beep Mode】。

a.Enable Beep:勾选表示打开声音(触摸时会发出声音),不勾选表示关闭声音。

b.Beep On Press:触摸按下时发声。

c.Beep On Release:触摸离开时发声。

②Beep Settings:声音长短与高低控制。

③Touch Here to test:声音测试。(www.daowen.com)

(5)【Diagnostics】选项。

进入驱动程序控制界面的【Diagnostics】选项项目,如图17-15所示。

图17-15 Diagnostics选项界面

根据电脑与触摸屏实际连接情况,切换不同的COM口,选定之后单击【Apply】键,软件才会响应您的选择。

课外阅读

1.电阻式触摸屏

电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,这是一种多层的复合薄膜,它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层,表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层,它的内表面也涂有一层涂层,在他们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后传送到触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。电阻类触摸屏的关键在于材料科技,常用的透明导电涂层材料有以下类型。

(1)ITO,氧化铟,弱导电体,特性是当厚度降到1800个埃(埃=10-10米)以下时会突然变得透明,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度时又上升到80%。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料。

(2)镍金涂层,五线电阻触摸屏的外层导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料,外导电层由于频繁触摸,使用延展性好的镍金材料目的是为了延长使用寿命,但是工艺成本较为高昂。

2.电容式触摸屏

(1)表面电容触摸屏。

表面电容式触摸屏由一个模拟感应器和一个双向智能控制器组成。模拟感应器是一块4层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO导电涂层,最外层是只有0.0015mm厚的矽土玻璃,形成坚实耐用的保护层。夹层ITO涂层作为工作面,其各角上各引出一个电极,内层ITO作为屏蔽层,用以保证良好的工作环境。触摸屏工作时,感应器边缘的电极产生分布的电压场,由于人体电场的存在,触摸屏幕时,手指和触摸屏的工作面之间就会形成一耦合电容,因为工作面上接有高频信号,于是手指吸走一个很小的电流,分别从触摸屏4个角上的电极中流出。从理论上讲,流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例,控制器通过对这4个电流比例的精密计算,从而可以得出触摸点的位置。

(2)投射电容式触摸屏。

投射电容式触摸屏需要一个或多个精心设计的、被蚀刻的ITO层,但可比其他触摸技术提供更多技术优势。这些ITO层通过蚀刻形成多个水平和垂直电极,所有这些电极都由一个电容式感应芯片来驱动。表面电容式触摸屏在同一时间无法感应到多指触摸,因为它采用了一个同质的感应层。而投射电容式触摸屏可以识别两指的触摸且不需要用户进行校准,这是其一大优势。

3.红外线式触摸屏

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。此后第二代红外屏部分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进,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发展趋势。采用声学和其他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。

红外线触摸屏只要真正实现了高稳定性能和高分辨率,必将替代其他技术产品而成为触摸屏市场主流。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32×32、40×32,另外还有说红外屏对光照环境因素比较敏感,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,分辨率已经达到了1000×720,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,就已经较好地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。原来媒体宣传的红外触摸屏另外一个主要缺点是抗暴性差,其实红外屏完全可以选用任何客户认为满意的防暴玻璃而不会增加太多的成本和影响使用性能,这是其他的触摸屏所无法效仿的。

4.表面声波触摸屏

表面声波,超声波的一种,在介质(例如玻璃或金属等刚性材料)表面浅层传播的机械能量波。通过楔形三角基座(根据表面波的波长严格设计),可以做到定向、小角度的表面声波能量发射。表面声波性能稳定、易于分析,并且在横波传递过程中具有非常尖锐的频率特性,近年来在无损探伤、造影和退波器方向上应用发展很快,表面声波相关的理论研究、半导体材料、声导材料、检测技术等技术都已经相当成熟。表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板,安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。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,右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

5.多点触控技术

多点触摸技术目前有两种:Multi-Touch Gesture和Multi-Touch All-Point。通俗地讲,就是多点触摸识别手势方向和多点触摸识别手指位置。多点触摸顾名思义就是识别到两个或两个以上手指的触摸。多点触摸系统目的就是对软件系统进行操作简化,并按模块化进行集成后,运用群组计算机技术、自适应视频矩阵技术、智能多点触摸总控屏技术,通过网络和服务器,将所有终端的信息综合联动应用,完全面向使用者的设计,让技术去适应人的习惯。

(1)多点触摸技术之识别手势方向:市场上多数是Multi-Touch Gesture,即两个手指触摸时,可以识别这两个手指的运动方向,但还不能判断出具体位置,可进行缩放、平移、旋转等操作。这种多点触摸的实现方式比较简单,轴坐标方式即可实现。

(2)多点触摸技术之识别手指位置:多点触摸识别手指位置Multi-Touch All-Point可以识别到触摸点的具体位置,多点触摸识别位置可以应用于任何触摸手势的检测,可以检测到双手十个手指的同时触摸,也允许其他非手指触摸形式,比如手掌、脸、拳头等,甚至戴手套也可以,它是最人性化的人机接口方式,很适合多手同时操作的应用。Multi-Touch All-Point基于互电容的检测方式,而不是自电容,自电容检测的是每个感应单元的电容的变化,有手指存在时寄生电容会增加,从而判断有触摸存在,而互电容是检测行列交叉处的互电容的变化,有手指存在时互电容会减小,就可以判断触摸存在,并且准确判断每一个触摸点位置。

6.发展趋势

触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用,是一种极有发展前途的交互式输入技术,因而受到各国的普遍重视,并投入大量的人力、物力对其进行研发,新型触摸屏不断涌现。

(1)触摸笔:利用触摸笔进行操作的触摸屏类似白板,除显示界面、窗口、图标外,触摸笔还具有签名、标记的功能。这种触摸笔比早期只提供选择菜单用的光笔功能大大增强。

(2)触摸板:触摸板采用了压感电容式触摸技术,屏幕面积最大。它由三部分组成:最底层是中心传感器,用于监视触摸板是否被触摸,然后对信息进行处理;中间层提供了交互用的图形、文字等;最外层是触摸表层,由强度很高的塑料材料构成。当手指点触外层表面时,在1/1000s内就可以将此信息送到传感器,并进行登录处理。除与PC兼容外,还具有亮度高、图像清晰、易于交互等特点,因而被应用于指点式信息查询系统(如电子公告板),收到了非常好的效果。

(3)触摸屏:可用于在演播室使用触摸屏点评系统,简单讲就是输入和输出合二为一,不再需要机械的按键或滑条,显示屏就是人机接口。整个触摸屏系统由LCD、触摸屏、触摸屏控制器、主CPU、LCD控制器构成。多点触摸屏控制器是触摸屏模组的核心,触摸屏控制器是采用PSoC(可编程系统芯片)技术,PSoC是集成了可编程模拟和数字外围以及MCU核的混合信号阵列,所以PSoC的灵活性、可编程性、高集成度等特性被广泛应用于触摸屏控制器。现在搭建的触摸屏幕有32、46和70英寸,支持1080p FullHD分辨率,无须任何额外设置就可以支持多点触摸控制,可以纵向或横向拜访。更为方便的是,它采用标准的HDMI、FireWire和USB接口,插上电源并连接Mac、Linux或Windows PC即可开始使用。

触摸屏技术的发展趋势,具有专业化、多媒体化、立体化和大屏幕化等特点。随着信息社会的发展,人们需要获得各种各样公共信息,以触摸屏技术为交互窗口的公共信息传输系统,通过采用先进的计算机技术,运用文字、图像、音乐、解说、动画、录像等多种形式,直观、形象地把各种信息介绍给人们,给人们带来极大的方便。我们相信,随着技术的迅速发展,触摸屏对于计算机技术的普及利用将发挥重要的作用。

PLC触摸屏综合应用

触摸屏部分设计要求如下。

(1)触摸屏要求包含3幅画面。

画面1:显示一个文本,包括字符“小车自动往返监控系统”;包含一个按钮和按钮文本“进入系统”。

画面2:显示一个文本即“手动控制界面”;设置六个按钮,分别为“正转点动”“反转点动”“报警测试”“报警解除”“自动控制”“系统返回”。

画面3:显示一个文本即“自动控制界面”;设置四个按钮,分别为“系统启动”“系统停止”“手动控制”“系统返回”;设置一个数据输入单元,可以输入1位数据。

(2)控制:系统通电启动以后,首先显示画面1,点击画面1的“进入系统”按钮后,画面切换到画面2。此时按下“正转点动”(“反转点动”)按钮,PLC控制的正转(反转)输出驱动指示灯应该点亮;松开“正转点动”(“反转点动”)按钮,PLC控制的正转(反转)输出驱动指示灯应该熄灭。按下“报警测试”按钮,PLC控制的报警指示灯应该以1Hz的频率闪烁,直至按下“报警解除”按钮,报警指示灯熄灭;按下“自动控制”按钮,系统显示画面3;按下“系统返回”按钮,触摸屏返回到画面1。

当触摸屏切换到画面3,此时按下“系统启动”按钮,PLC按照控制要求,自动完成操作任务,直至按下“系统停止”按钮或PLC外部的停止按钮,PLC控制系统停止工作;在系统处于停止状态下,按下“系统返回”按钮,触摸屏返回到画面1;在系统处于停止状态下,按下“手动控制”按钮,触摸屏返回到画面2。在数据输入单元输入一个数据(大于0,小于10),PLC能将该数据作为定时器的定时时间处理(单位为秒)。

(3)PLC部分设计要求。

PLC控制系统用来控制一个小车进行自动往返,可以手动控制,也可以自动控制,控制方式由触摸屏画面决定。

手动控制:手动控制可以由触摸屏控制小车前进或后退,其他控制见触摸屏控制要求。

自动控制:在自动控制模式下,按下外部设立的启动按钮或触摸屏的“系统启动”按钮,小车先正转前进,前进时间由触摸屏设定(单位为秒);前进过程结束以后,延时5秒钟,小车自动后退,后退时间为前进时间的一半;后退过程结束,延时5秒钟,小车自动前进,如此循环……按下外部设立的停止按钮或触摸屏的“系统停止”按钮,小车立即停止。

报警:无论在何种模式下,只要小车发生过载,或者按下了急停按钮,小车立即停止,PLC控制的报警指示灯以1Hz的频率闪烁。报警条件消失,报警指示灯熄灭。

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