電容式觸摸屏的結構原理是什么？它與電阻式觸摸屏有何區(qū)別？

電阻屏和電容屏的區(qū)別在原理、抗損能力、像素精度等方面

原理

電容屏是利用人體的電流感應工作，電阻屏是通過壓力傳感工作

抗損能力

電容屏的最外層是矽土玻璃保護層，在嚴重沖擊下有可能碎裂，電阻屏的最外層是薄膜，屏幕易產(chǎn)生劃痕，但較電容屏而言不易摔壞。

像素精度

電容屏在理論上可以達到幾個像素，而電阻屏的精度至少達到單個顯示像素。

電阻式觸摸屏是一種傳感器，基本上為薄膜加上玻璃的結構，它將矩形區(qū)域中觸摸點(X,Y)的物理位置轉換為代表X坐標和Y坐標的電壓。電阻式觸摸屏是一種傳感器，基本上是薄膜加上玻璃的結構，薄膜和玻璃相鄰的一面上均涂有ITO涂層，ITO具有很好的導電性和透明性。

電容式觸摸屏技術是利用人體的電流感應進行工作的。當手指觸摸在金屬層上時，由于人體電場，用戶和觸摸屏表面形成以一個耦合電容，對于高頻電流來說，電容是直接導體，于是手指從接觸點吸走一個很小的電流。

ITO導電玻璃是在鈉鈣基或硅硼基基片玻璃的基礎上，利用濺射、蒸發(fā)等多種方法鍍上一層氧化銦錫膜加工制作成的。而ITO薄膜是一種n型半導體材料，具有高的導電率、高的可見光透過率、高的機械硬度和良好的化學穩(wěn)定性。

不管在MCU是否具有傳感器/控制器電路集成在芯片上，或者如果觸摸傳感器信息是在一個專用設備，MCU必須處理，以達到令人滿意的用戶體驗的若干由電容觸摸輸入創(chuàng)建的問題。這些包括延遲(用于用戶及時響應)，準確性及能源消耗。能耗是特別重要的電池供電設備。

MCU供應商都提供了各種各樣的電容式觸摸解決方案，從專用外設與電容式觸摸傳感器的電池供電應用的超低功耗接口。在回顧的解決方案，然而，電容式觸摸技術快速審查應該是有幫助的。

電容式觸摸基礎知識

一般目前特殊設計的問題和電容式觸摸傳感器傳感器并沒有什么不同。多的復雜性是由于這樣的事實，即傳感器的電場的分布特性使它們的行為“集總元件”近似不準確和誤導。為了解決這些問題，半導體公司已經(jīng)出版了許多應用筆記，基本上提供規(guī)則 - 如果遵循 - 將導致一個成功的設計。本文將針對基本的考慮;了解一些基礎知識是必不可少的得到正確的方向開始的設計。

電容式觸摸傳感器都可以使用簡單的空間參數(shù)進行大致分類：

零維傳感器單點聯(lián)系的回應。一個簡單的按鈕是最常見的實現(xiàn)。

一維傳感器可以檢測手指的移動沿單一，線性軸?；瑝K和滑輪是最流行的實現(xiàn)。

二維傳感器可以檢測手指的運動沿兩個軸。觸摸屏和觸摸板都是很好的例子。

該技術是復雜得多，但是，一如既往，在設計最終用戶系統(tǒng)中的第一個重要步驟是選擇對應于應用程序的傳感器類型。

最基本的電容式觸控技術，一維和二維傳感器依賴于表面電容。所述面板的一側被涂覆有導電材料，而另一側是絕緣材料。一個小的電壓被施加到導電層以創(chuàng)建弱電場。當導電手指或觸筆觸摸表面，電容器瞬間產(chǎn)生，這改變了電場。

該傳感器的控制器可以間接通過測量從四個角面板的電容的變化計算觸摸的位置。的電容變化較大，越接近觸摸是那個角落。表面電容技術具有相當分辨率低且受引起的電容耦合的誤差。由于這些原因，它通常用于工業(yè)控制和亭。

投射電容式觸摸

投射電容式觸摸(PCT)技術更準確，靈活的比使用表面電容。該導電層被蝕刻在X-Y柵格。有兩種類型的PCT傳感器技術：自電容和互電容。

在自電容感測，在XY網(wǎng)格的行和列獨立操作。位置由一個手指上的每個列或行的容性負載的相對位置來確定。創(chuàng)建一個強信號，但自電容感測不能準確地解析多于一個手指，這可能會導致“鬼影”或放錯位置的位置感測。

互電容式傳感器具有一個電容器在每行和每列的交叉點。當將電壓施加到行或列，甚至使手指或導電觸針的傳感器的表面附近改變局部電場，降低了互電容。觸摸位置可以非常精確地通過測量電容變化在網(wǎng)格上的每個單獨的點來確定?；ル娙葜С侄帱c觸控操作，這意味著，多個手指的位置可以準確地跟蹤在同一時間。

PCT是銷售點的需要，記錄簽名能力的設備一個受歡迎的傳感選項。然而，PCT性能可以負面在面板表面導電污跡的影響。塵埃附著在面板也可以是一個問題。

MCU供應商設計產(chǎn)品系列正是為了處理傳感器的剛剛討論的類型。愛特梅爾，例如，開發(fā)的傳感器控制器系列的按鈕，滑塊和滑輪。該產(chǎn)品可作為無論是IP集成在Atmel的AVR或使用該公司的QTouch軟件庫Atmel基于ARM的MCU內(nèi)核的一個或作為特定應用的設備。 QTouch軟件家族用于與自電容傳感器的設計。其QMatrix感應控制器用于與互電容傳感器。愛特梅爾使得可舉家評估板。

德州儀器MSP430超值系列G2xx2 / 3 MCU的某些配置是專為電容式觸摸應用而設計的。這些MCU包括電容式觸摸感應IO的，使開發(fā)人員能夠使用，無需外部元件電容觸摸板直接連接。對于更復雜的應用，公司的MSP430F51x2設備，如MSP430F5152IDAR，包括，提供4納秒的分辨率，它能使高精度觸摸感測了高性能的計時器。

許多IC公司具有電容式觸摸產(chǎn)品線。它們包括但不限于愛特梅爾，Cypress半導體公司，飛思卡爾半導體，Microchip的技術，恩智浦半導體，Silicon Labs公司和德州儀器。

設計注意事項

電容式觸摸應用程序要求設計師要考慮的不僅僅是MCU。功率消耗是重要的，電池供電的設計，并經(jīng)過多按鈕被按下的時刻，并從系統(tǒng)的反應之間(等待時間)的時間也是非常重要的。

其他因素也必須在光應用程序的情況下使用的考慮。這包括環(huán)境光線的靈敏度(屏幕眩光)，成本，耐久性和最小/最大尺寸。所有這些標準的探索已經(jīng)超出了本文的范圍，但是2014年的分析由明尼蘇達州立大學出版的論文集ASEE(ASSE-NWMSC2014-1C1)包括一個表(圖1)，應該是設計師的幫助。電阻式觸摸技術也被包括在分析中，因為它仍然是在廣泛使用，雖然一般不作為能夠作為電容性觸摸。這些技術都排的規(guī)模為0至5，用5是“最好的”和0是“最差”的表現(xiàn)。 PCT擁有最好的收視率，但整體表面電容技術，應考慮對成本敏感的應用和產(chǎn)品，更大的屏幕。

電容式觸摸屏是在玻璃表面貼上一層透明的特殊金屬導電物質。當手指觸摸在金屬層上時，觸點的電容就會發(fā)生變化，使得與之相連的振蕩器頻率發(fā)生變化，通過測量頻率變化可以確定觸摸位置獲得信息。由于電容隨溫度、濕度或接地情況的不同而變化，故其穩(wěn)定性較差，往往會產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。

電阻式觸摸屏是一種傳感器，基本上是薄膜加上玻璃的結構，薄膜和玻璃相鄰的一面上均涂有ITO(納米銦錫金屬氧化物)涂層，ITO具有很好的導電性和透明性。當觸摸操作時，薄膜下層的ITO會接觸到玻璃上層的ITO，經(jīng)由感應器傳出相應的電信號，經(jīng)過轉換電路送到處理器，通過運算轉化為屏幕上的X、Y值，而完成點選的動作，并呈現(xiàn)在屏幕上。

工作原理：

電容技術觸摸屏CTP(Capacity Touch Panel)是利用人體的電流感應進行工作的。電容屏是一塊四層復合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂一層ITO(納米銦錫金屬氧化物)，最外層是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保護層，夾層ITO涂層作工作面，四個角引出四個電極，內(nèi)層ITO為屏層以保證工作環(huán)境。

電阻觸摸屏的工作原理主要是通過壓力感應原理來實現(xiàn)對屏幕內(nèi)容的操作和控制的，這種觸摸屏屏體部分是一塊與顯示器表面非常配合的多層復合薄膜，其中第一層為玻璃或有機玻璃底層，第二層為隔層，第三層為多元樹脂表層，表面還涂有一層透明的導電層，上面再蓋有一層外表面經(jīng)硬化處理、光滑防刮的塑料層。

通俗來說電容式觸摸屏就是支持多點觸摸的人機交互方式，普通電阻式觸摸屏只能進行單一點的觸控。

例如：Apple iphone，Nokia N8，Nokia E7為電容式觸摸屏，可以用雙手同時接觸屏幕進行操作，網(wǎng)頁圖片瀏覽放大等操作

Nokia 5800 ，n97 ;HTC d600 s90，5230等就為電阻式觸摸屏，只能單點操作。