電阻式觸摸屏技術案例探討

因為美觀、維護、成本和衛生等原因，觸摸屏技術開始向消費市場以外的醫療、工業和汽車市場滲透。隨著觸摸屏的問世，出現了多項觸控技術，如電容、電阻、電感、表面聲波和紅外線觸控技術。每種設計技術都有各自的優缺點。電容式觸摸屏基于印刷電路板上的電極設計，因觸控鍵、滑塊和滾輪功能而深受用戶喜愛，輕松的觸控功能為用戶體驗增色很多。表面聲波觸控技術基于聲波，存在于需要透明的顯示屏設計中，例如娛樂園和人流很大的室內環境。紅外線觸控技術基于光線間斷方法，主要用于低分辨的超大屏幕。電感式觸摸屏技術主要用于塑料、鋁制或不銹鋼的面板，或者會暴露于液體的面板。其中，電阻式觸摸屏技術的成本競爭力最高，而且很容易集成到嵌入式設計內。這項技術主要用于設計面板尺寸不超過19英寸的觸摸屏。對手指觸摸檢測和手寫筆檢測的支持擴大了電阻觸控技術在消費電子中的應用范圍（見圖1）。

　　圖 1：手指和手寫筆檢測功能讓電阻式觸摸屏更好用

　　本文將主要探討電阻觸摸屏技術的特點、設計過程中應注意的問題以及潛在的應用領域。

　　了解電子觸控傳感器的設計和控制器選型要求

　　因為電阻觸摸屏現在很容易買到，而且價格隨時間逐漸下降，所以此項技術的應用范圍越來越廣。為了選擇最佳的觸摸屏技術，應用設計人員必須深入考慮應用需求。電阻式觸摸屏技術只需一個簡易的印刷電路板設計，不像電容式和電感式觸摸屏技術，需要在印刷電路板上設計電極或線圈蝕刻。因為觸摸屏直接覆蓋在顯示屏上，所以可以節省機械開關或電容式觸控鍵電極所需的印刷電路板空間。建議不要把電阻式觸摸屏用于惡劣的環境中，例如經常爆炸或灰塵過多的礦區或工地。電阻式觸摸屏上很少的破損都會影響觸控精確度和線性。

　　電阻式觸摸屏工作原理　　

1. 電阻式觸摸屏是表面覆蓋觸摸響應薄膜的透明玻璃板。

　　2. 電阻式觸摸屏面板有兩個電阻層（氧化銦錫）組成，中間是一層很薄的分隔層。

　　3. 電阻觸摸屏的兩個薄膜層組成一個電阻網絡，充當觸摸位置檢測功能的分壓電路。

　　4. 觸摸屏會在電阻網絡組成的分壓器上引起電壓變化，這個電壓用于確定觸摸屏幕的觸點位置。

　　5. 觸摸屏控制器（TSC）把捕捉的模擬電壓信號轉換成數字觸摸坐標信號。內置模數轉換通道，充當測量模擬電壓的電壓計。

　　6. 在觸摸屏幕后，起到電壓計作用的觸摸控制器首先在X+點施加電壓梯度VDD，在X-點施加接地電壓GND。然后，檢測Y軸電阻上的模擬電壓，并把模擬電壓轉換成數值，用模數轉換器計算X坐標（圖2）。在這種情況下，Y-軸變成感應線。同樣地，在Y+和Y-點分施加電壓梯度，可以測量Y坐標。