硬件開發(fā)技術(shù)之觸摸屏的詳細介紹

（文章來源：雷小天博客）

觸摸屏又稱觸控面板，它是一種把觸摸位置轉(zhuǎn)化成坐標數(shù)據(jù)的輸入設(shè)備，根據(jù)觸摸屏的檢測原理，主要分為電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏。下面我們就分別來介紹下這兩種觸摸屏。

電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區(qū)域中觸摸點(X,Y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表 X 坐標和 Y 坐標的電壓。很多 LCD 模塊都采用了電阻式觸摸屏，比如我們2.0/2.2/2.4/2.6/2.8/3.0/3.2/3.5 寸的 TFTLCD 模塊都是采用電阻式觸摸屏。使用時需要用一定的壓力才會能檢測到電壓，即觸摸。

電阻式觸摸屏基本上是薄膜加上玻璃的結(jié)構(gòu)，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(yīng)器傳出相應(yīng)的電信號，經(jīng)過轉(zhuǎn)換電路送到處理器，通過運算轉(zhuǎn)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。

電阻觸摸屏的工作原理主要是通過壓力感應(yīng)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。在多元脂表層表面的傳導層及玻璃層感應(yīng)器是被許多微小的隔層所分隔電流通過表層，輕觸表層壓下時，接觸到底層，控制器同時從四個角讀出相稱的電流及計算手指位置的距離。

這種觸摸屏利用兩層高透明的導電層組成觸摸屏，兩層之間距離僅為 2.5 微米。當手指觸摸屏幕時，平常相互絕緣的兩層導電層就在觸摸點位置有了一個接觸，因其中一面導電層接通 Y 軸方向的電源均勻電壓場，使得偵測層的電壓由零變?yōu)榉橇?，控制器偵測到這個接通后，進行 A/D 轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與參考電壓相比，即可得觸摸點的 Y 軸坐標，同理得出 X 軸的坐標，這就是所有電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。

從上面的簡介，我們知道觸摸屏都需要一個 AD 轉(zhuǎn)換器，也就是要將電壓變化讀取出來，供主機求出觸摸的位置。我們的 TFTLCD 模塊使用的是四線電阻式觸摸屏，這種觸摸屏的控制芯片有很多，包括：ADS7843、 ADS7846、 TSC2046、XPT2046 和 AK4182 等。這幾款芯片的驅(qū)動基本上是一樣的，也就是說你只要寫出了 XPT2046 的驅(qū)動，這個驅(qū)動對其他幾個芯片也是有效的。而且封裝也有一樣的，而且管腳也完全兼容。所以在替換起來非常方便。

現(xiàn)在幾乎所有智能手機，包括平板電腦都是采用電容屏作為觸摸屏， 電容屏是利用人體感應(yīng)進行觸點檢測控制，不需要直接接觸或只需要輕微接觸，通過檢測感應(yīng)電流來定位觸摸坐標。我們有的 3.5/4.3/4.5/7 寸 TFTLCD 模塊上使用的觸摸屏是電容式觸摸屏，下面簡單介紹下電容式觸摸屏的原理。

電容式觸摸屏主要分為兩種：（1）表面電容式電容觸摸屏。表面電容式觸摸屏技術(shù)是利用 ITO(銦錫氧化物，是一種透明的導電材料)導電膜，通過電場感應(yīng)方式感測屏幕表面的觸摸行為進行。但是表面電容式觸摸屏有一些局限性，它只能識別一個手指或者一次觸摸。

（2）投射式電容觸摸屏。投射式電容觸摸屏卻具有多指觸控的功能。這兩種電容式觸摸屏都具有透光率高、反應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點，缺點是：隨著溫度、濕度的變化，電容值會發(fā)生變化，導致工作穩(wěn)定性差，時常會有漂移現(xiàn)象，需要經(jīng)常校對屏幕，且不可佩戴普通手套進行觸摸定位。投射電容式觸摸屏是傳感器利用觸摸屏電極發(fā)射出靜電場線。一般用于投射電容傳感技術(shù)的電容類型有兩種：自我電容和交互電容。

自我電容又稱絕對電容，是最廣為采用的一種方法，自我電容通常是指掃描電極與地構(gòu)成的電容。在玻璃表面有用 ITO 制成的橫向與縱向的掃描電極，這些電極和地之間就構(gòu)成一個電容的兩極。當用手或觸摸筆觸摸的時候就會并聯(lián)一個電容到電路中去，從而使在該條掃描線上的總體的電容量有所改變。在掃描的時候，控制 IC 依次掃描縱向和橫向電極，并根據(jù)掃描前后的電容變化來確定觸摸點坐標位置。筆記本電腦觸摸輸入板就是采用的這種方式，筆記本電腦的輸入板采用 X*Y 的傳感電極陣列形成一個傳感格子，當手指靠近觸摸輸入板時，在手指和傳感電極之間產(chǎn)生一個小量電荷。

交互電容又叫做跨越電容，它是在玻璃表面的橫向和縱向的 ITO 電極的交叉處形成電容。交互電容的掃描方式就是掃描每個交叉處的電容變化，來判定觸摸點的位置。當觸摸的時候就會影響到相鄰電極的耦合，從而改變交叉處的電容量，交互電容的掃面方法可以偵測到每個交叉點的電容值和觸摸后電容變化，因而它需要的掃描時間與自我電容的掃描方式相比要長一些，需要掃描檢測 X*Y根電極。目前智能手機/平板電腦等的觸摸屏，都是采用交互電容技術(shù)。
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