ADS7846在電阻式觸摸屏設計中的應用

　1 前言

　　其實不管在任何設計中，人性化都是非常重要的一環。信息技術的發展，為人們帶來了觸摸屏的福利。由于觸摸屏可以使操作簡單直觀，因此越來越多的手持產品，公共服務類設備采用觸摸屏。觸摸屏有電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、表面聲波式觸摸屏、紅外線觸摸屏等多種。電阻式觸摸屏是目前應用比較廣泛的一種，有4線、5線、7線等幾種。

　　2 電阻式觸摸屏的工作原理

　　2.1 電阻式觸摸屏結構

　　典型觸摸屏的工作部分一般由3部分組成，如圖1所示，這一個電阻式觸摸屏的橫截面，兩層透明的電阻性導體層（玻璃）、兩層導體之間的隔離層（隔離玻璃珠）、以及電阻性涂層。電阻性導體層必須選用阻性材料，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。

　　2.2 電阻式觸摸屏原理

　　電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區域中觸摸點（X,Y）的物理位置轉換為代表X坐標和Y坐標的電壓。當觸摸屏表面受到的壓力（如通過筆尖或手指進行按壓）足夠大時，頂層與底層之間會產生接觸。所有的電阻式觸摸屏都采用分壓器原理來產生代表X坐標和Y坐標的電壓。如圖2所示，分壓器是通過將兩個電阻進行串聯來實現的。上面的電阻（R1）連接正參考電壓（VREF），下面的電阻（R2）接地。兩個電阻連接點處的電壓測量值與下面那個電阻的阻值成正比。為了在電阻式觸摸屏上的特定方向測量一個坐標，需要對一個阻性層進行偏置：將它的一邊接VREF，另一邊接地。同時，將未偏置的那一層連接到一個ADC的高阻抗輸入端。當觸摸屏上的壓力足夠大，使兩層之間發生接觸時，電阻性表面被分隔為兩個電阻。它們的阻值與觸摸點到偏置邊緣的距離成正比。觸摸點與接地邊之間的電阻相當于分壓器中下面的那個電阻。因此，在未偏置層上測得的電壓與觸摸點到接地邊之間的距離成正比。

　　3 ADS7846的基本特性與典型應用

　　3.1 基本特性

　　ADS7846是ADI公司生產的一種4線式觸摸屏控制器，目前廣泛應用于電阻式觸摸屏輸入系統中。ADS7846數字轉換器在一個12位逐次逼近式比較寄存器（SAR）ADC架構上集成了用于驅動觸摸屏的低通阻抗開關。這些器件不使用內部基準電壓，當以大于125kp/s的吞吐率運行時的最大功耗小于1.4mW。它們還帶有10keV到12keV的模擬輸入ESD保護，增強了抗ESD能力，以避免關鍵的內部系統元件損壞。使用單2.2V到5.25V的電源工作。AD7846串行接口的一次完整操作需要24個DCLK.，前8個脈沖接收8位的命令，并在第6個脈沖的上升沿開始采樣，從第9個脈沖開始進入轉換階段，輸出12位采樣值，轉換結束進入空閑階段。直到24個DCLK結束，CS置高電平，一次測量結束。