图3 改进后的电路减小了混叠信号(1)
电路是怎样去掉混叠信号的呢?在实际系统中并没有调整时序,时钟更快一些。RA到RE详细显示了产生混叠信号的触摸屏通路,包括ITO走线阻抗、I到RE。I到RE详细阐述了产生混叠信号的触摸屏通路。由于采用了电阻,从手指触点1到混叠信号脉冲的延时比较大,因此,控制采样使能时序会忽略它。如左下电容电感器部的箭头所示,通过改进采样使能信号,可以消除混叠贴片电感信号。图5详细显示了延时和时序变化。时钟频率还是比实际例子慢,以方便理解该图。第0列和第5列的采样时序不同,以消除混叠信号。虽然C5 SEN信号比C0 SEN信号滞后,但还是比最初设计短得多。设计人员的目标是根据触摸屏和PCB特性,使每一列和每一行的采样时序足够长,能够正确采样真正的触摸;同时采样时序还要足够短,从而可以忽略混叠信号。利用MAX II器件的可编程能力,使用JTAG可以迅速重新配置设计或者动态进行控制,很容易对电路进行调整。
图4 改进后的电路减小了混叠信号(2)
图5 改进后的电路减小了混叠信号(3)
参考设计电路板非常简单(图6)。只需将MAX II器件直接连接至触摸屏的30个引脚,以及15×15 LED阵列。还有下载连接线J1,以及SPI或者I2C连接用的扩展插头J3。相对于I2C接口,LED阵列更容易进行交互式演示。
图6 演示电路板原理图
图7是MAX II电路结构图。它包括移位寄存器,含有来自时序控制模块的移位控制信号。时序控制模块还控制采样寄存器。为能够有效地演示时序变化的影响,将使用JTAG源探测特性Mega向导以及Quartus II和MAX II系列支持的源探测编辑器。
图7 MAX II电路结构图
如图8所示,时序控制模块有4个状态,显示在左下角。“复位”驱动所有引脚为高电平,建立时间为16个时钟周期。“移位”将列扫描移到左侧。“等待”是从移位到采样的可编程延时。JTAG8模块控制延时,是从JTAG电缆下载的8位数值,控制来自Quartus源探测编辑器窗口。它还对内部节点进行采样,以便在Quartus中实时读取。“等待”周期后,采样状态采集列数据。
图8 时序控制模块
MAX II是可编程逻辑器件,很容易采用免费的Quartus II设计工具对其进行定制,满足使用者的应用需求。同时,MAX II CPLD具有以下特性,非常适合数字电阻触摸屏解码:大量的I/O引脚,其中超低功耗MAX IIZ系列含有160个I/O,MAX II系列含绕行电感有27电感生产2个I/O,很少有处理器提供足够的I/O来解码数字电阻触摸屏;所有MAX II器件都有内部振荡器和可编程内部I/O上拉电阻;MAX II器件支持在系统可编程贴片电感,这样可以先设计印刷电路板,然后再调整时序;MAX II的功耗非常低,MAX IIZ适用于很多电池供电的便携式应用;最后,可编程MAX II能够灵活的支持需要标准或者专用接口的处理器。
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