1. 物理坐標(biāo)和邏輯坐標(biāo)
為了方便理解,我們首先引入2個概念,坐標(biāo)和邏輯坐標(biāo)。物理坐標(biāo)就是觸摸屏上點的實際位置,我們通常以液晶上點的個數(shù)來度量。邏輯坐標(biāo)就是觸摸屏上這一點被觸摸時A/D轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)值。我們假定液晶最左下角為坐標(biāo)軸原點A,我們在液晶上再任取一點B(十字線交叉中心),B在X方向距離A 10個點,在Y方向距離A 20個點,那么我們就說液晶上B點所正對的解摸屏上這一點的物理坐標(biāo)為(10,20)。如果我們觸摸這一點時得到的X向A/D轉(zhuǎn)換值為100,Y向A/D,轉(zhuǎn)換值為200,我們就說這一點的邏輯坐標(biāo)為(100,200)。
2邏輯坐標(biāo)的計算
由于電阻式觸摸屏的電壓成線性均勻分布,那么A/D轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)也成線性。假如我們將液晶最左下角點對應(yīng)的解摸屏上的點定為物理坐標(biāo)原點A其物理坐標(biāo)記為(XA=0,YA=0)其邏輯坐標(biāo)記為(XLA,YLA)(不一定為0)。那么觸摸屏上任意一點B的邏輯坐標(biāo)可表達(dá)為:
XLB=XLA+KXXB
YLB=YLA+KYYB 式2-1
其中KX、KY分別為觸摸屏X方向和Y方向的因子系數(shù),這就像彈簧一樣(我們知道彈簧也是線性的),拉力與彈簧伸長正比。KX、KY可能為正,也可能為負(fù),這根據(jù)具體觸摸屏安裝的方向和特性。每個液晶觸摸屏,我們也應(yīng)該單獨計算每一個觸摸屏的K系數(shù)。
如果A點不是坐標(biāo)原點,也是任意一點式2-1可以表達(dá)成
XLB=XLA+KX(XB-XA)
YLB=YLA+KY(YB-YA) 式2-2
由式2-2我們可以推出計算K系統(tǒng)的公式
KX=(XLB-XLA)/(XB-XA)
KY=(YLB-YLA)/(YB-YA) 式2-3
2.2.3五點法確定基坐標(biāo)和K系統(tǒng)
在液晶上固定的位置顯示五個點,因為是固定的位置,所以這五個點的物理坐標(biāo)是預(yù)知的。這五個點不應(yīng)太靠邊,因為邊緣點對應(yīng)的觸摸屏線性一般不太好。
(1) 首先在ABCDE對應(yīng)的位置逐步用尖狀物觸摸,得到五個點的邏輯坐標(biāo)。
?。?) 分別比較A 和C、B和D的橫坐標(biāo),如果差值不在允許范圍(你自己規(guī)定一個即可,比如5),則重復(fù)操作(1)(2)步。
?。?) 分別比較A和B、C和D 的縱坐標(biāo),如果差值不在允許范圍(你自己規(guī)定一個即可,比如5),則重復(fù)操作(1)(2)(3)步。
?。?) 根據(jù)式2-3,用2組數(shù)據(jù)計算X向K系數(shù)平均值KX={(XLB-XLA)/(XB-XA)+(XLD-XLD)/(XD-XC)}/2
?。?) 根據(jù)式2-3,用2組數(shù)據(jù)計算Y系數(shù)平均值KY={(YLA-YLC)/(YA-YC)+(YLB-YLD)/(YB-YD)}/2
?。?) 將C點邏輯坐標(biāo)作為基坐標(biāo),根據(jù)式2-2則觸摸屏上任意一點F邏輯坐標(biāo)與基坐標(biāo)的關(guān)系為:
XLF=XLC+KX(XF-XC)
YLF=YLC+KY(YF-YC) 式2-4
根據(jù)這個公式,我們也可逆推出F點的物理坐標(biāo)
XF=(XLF-XLC)/KX+XC
YF=(YLF-YLC)/KY+YC 式2-5
(7) 用公式2-4求出E點邏輯坐標(biāo),并與(1)步得到的E點坐標(biāo)比較,如果差值不在允許范圍(你自己規(guī)定一個即可,比如5),則重復(fù)操作以上步驟直到滿足要求。
(8) 將基坐標(biāo)XLC、YLC、XC、YC和KX、KY記錄在存儲設(shè)備,觸摸屏校正完成。
3觸摸屏應(yīng)用的編程思路
3.1觸摸區(qū)域的判定
我們關(guān)心的是,我們?nèi)绾瓮ㄟ^用戶觸摸任意一點得到的邏輯坐標(biāo),來判斷這一點是否在液晶的某個特定顯示區(qū)內(nèi)。通常我們在液晶的特定區(qū)域提供一些按鈕(Button)式的矩形區(qū)域,以便用戶操作,所以這個區(qū)域所對應(yīng)觸摸屏區(qū)域的邏輯坐標(biāo)最小點(我們假定為這個區(qū)域的左下角)和邏輯坐標(biāo)最大點(我們假定為這個區(qū)域的右上角)兩點的物坐標(biāo)是預(yù)知的。假如我們事先將這兩點的物理坐標(biāo)存在程序里,我們再利用已計算并存儲好的基坐標(biāo)和k系數(shù),用公式2-5求出觸摸任意一點的物理坐標(biāo),那么,觸摸任意一點得到的物理坐標(biāo)只要在這兩點范圍內(nèi),我們就可以判定用戶觸摸的位置,正是液晶上Button的矩形區(qū)域內(nèi)。
如果液晶上有若干個Button區(qū)域,那么我們將每個區(qū)域邏輯坐標(biāo)最大點和最小點的物理坐標(biāo)存成數(shù)組或表的形式,使用時選用公式2-5計算出觸摸點的物理坐標(biāo),再從存儲設(shè)備中提取出區(qū)域的兩點物理坐標(biāo)查表即可判定用戶觸摸的區(qū)域。
3.2觸摸區(qū)域的劃分
作為用戶交互的操作界面,不可能只顯示一個Button,也不可能在不同屏總是在同一個位置顯示Button,那么怎樣才能做一個統(tǒng)一的數(shù)據(jù)表,以滿足各式各樣的需求呢?在這里筆者僅講一個網(wǎng)絡(luò)法劃分區(qū)域的辦法,這個方法其實很簡單,就是編程人員先確定一個最小區(qū)域的Button,再以些為最小單位將屏幕劃分成網(wǎng)格狀,如圖3-1,一個Button可能包含一個或幾個最小單元。我們將每個單元編上號,并將每個單元邏輯坐標(biāo)最大點和最小點的物理坐標(biāo)存成數(shù)組或表的形式,編程人員只要知道每一屏的每一個Button是由哪幾個單元組成就可以判斷觸摸了哪一個Button.
3.3觸摸屏的精度
我們知道,觸摸屏的精度是由A/D轉(zhuǎn)換的位數(shù)決定的,有8位、9位、10位或更多,一般來說,精度越高越好,但是像LCD、CRT這樣的設(shè)備上安裝的觸摸屏并不一定需要精度太高的A/D的轉(zhuǎn)器件,LCD、CRT都有自己固定的分辨率,A/D轉(zhuǎn)換器件的精度高出LCD、CRT的分辨率基本是無意義的,反而為單片機計算增加了麻煩。例如一個320點×240點的LCD,我們最多只需要1/320的精度就夠了,那么最多也就需要一個9位的A/D轉(zhuǎn)換。事實上,我們也不一定需要1/320的精度,在實際應(yīng)用中,每一個Button都是一個較大的矩形區(qū)域,包含若干個點,任兩個Button的距離也都很大,這樣我們就根本用不了這樣高的精度,在編程時,我們可以將A/D轉(zhuǎn)的結(jié)果進行一定的右移位來降低轉(zhuǎn)換精度,以求節(jié)省單片機的變量資源,增加代碼執(zhí)行效率,這樣做有可能好幾個點是同一個邏輯坐標(biāo),但是對我們的使用毫無影響。