四線電阻觸摸屏的工作原理詳解

摘要：簡要介紹觸摸屏的結構及工作原理，并以Burr-Brown公司的觸摸屏控制芯片ADS7843為例，介紹觸摸屏應用的典型電路和操作。由于ADS7843內置12位A/D，理論上觸摸屏的輸入坐標識別精度為有效長寬的1/4096。

1 觸摸屏的基本原理

典型觸摸屏的工作部分一般由三部分組成，如圖1所示：

兩層透明的阻性導體層、兩層導體之間的隔離層、電極。阻性導體層選用阻性材料，如銦錫氧化物(ITO)涂在襯底上構成，上層襯底用塑料，下層襯底用玻璃。隔離層為粘性絕緣液體材料，如聚脂薄膜。電極選用導電性能極好的材料(如銀粉墨)構成，其導電性能大約為ITO的1000倍。

觸摸屏工作時，上下導體層相當于電阻網絡，如圖2所示。

當某一層電極加上電壓時，會在該網絡上形成電壓梯度。如有外力使得上下兩層在某一點接觸，則在電極未加電壓的另一層可以測得接觸點處的電壓，從而知道接觸點處的坐標。比如，在頂層的電極(X+,X-)上加上電壓，則在頂層導體層上形成電壓梯度，當有外力使得上下兩層在某一點接觸，在底層就可以測得接觸點處的電壓，再根據該電壓與電極(X+)之間的距離關系，知道該處的X坐標。然后，將電壓切換到底層電極(Y+,Y-)上，并在頂層測量接觸點處的電壓，從而知道Y坐標。

2 觸摸屏的控制實現

現在很多PDA應用中，將觸摸屏作為一個輸入設備，對觸摸屏的控制也有專門的芯片。很顯然，觸摸屏的控制芯片要完成兩件事情：其一，是完成電極電壓的切換;其二，是采集接觸點處的電壓值(即A/D)。本文以BB(Burr-Brown)公司生產的芯片ADS7843為例，介紹觸摸屏控制的實現。

2.1 ADS7843的基本特性與典型應用

ADS7843是一個內置12位模數轉換、低導通電阻模擬開關的串行接口芯片。供電電壓2.7~5 V，參考電壓VREF為1 V~+VCC，轉換電壓的輸入范圍為0~ VREF，最高轉換速率為125 kHz。ADS7843的引腳配置如圖3所示。

表1為引腳功能說明，圖4為典型應用。