電阻式觸摸屏將矩形區(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,這種屏幕可以用四線、五線、七線或八線來產(chǎn)生屏幕偏置電壓,同時讀回觸摸點的電壓。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。
原理
觸摸屏包含上下疊合的兩個透明層,四線和八線觸摸屏由兩層具有相同表面電阻的透明阻性材料組成,五線和七線觸摸屏由一個阻性層和一個導電層組成,通常還要用一種彈性材料來將兩層隔開。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(chǎn)生接觸。所有的電阻式觸摸屏都采用分壓器原理來產(chǎn)生代表X坐標和Y坐標的電壓。如圖3,分壓器是通過將兩個電阻進行串聯(lián)來實現(xiàn)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(fā)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。
優(yōu)缺點
電阻式觸摸屏的優(yōu)點是它的屏和控制系統(tǒng)都比較便宜,反應(yīng)靈敏度也很好,而且不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一種對外界完全隔離的工作環(huán)境,不怕灰塵和水汽,能適應(yīng)各種惡劣的環(huán)境。它可以用任何物體來觸摸,穩(wěn)定性能較好。缺點是電阻觸摸屏的外層薄膜容易被劃傷導致觸摸屏不可用,多層結(jié)構(gòu)會導致很大的光損失,對于手持設(shè)備通常需要加大背光源來彌補透光性不好的問題,但這樣也會增加電池的消耗。
種類
四線觸摸屏
四線觸摸屏包含兩個阻性層。其中一層在屏幕的左右邊緣各有一條垂直總線,另一層在屏幕的底部和頂部各有一條水平總線,見圖4。為了在X軸方向進行測量,將左側(cè)總線偏置為0V,右側(cè)總線偏置為VREF。將頂部或底部總線連接到ADC,當頂層和底層相接觸時即可作一次測量。
為了在Y軸方向進行測量,將頂部總線偏置為VREF,底部總線偏置為0V。將ADC輸入端接左側(cè)總線或右側(cè)總線,當頂層與底層相接觸時即可對電壓進行測量。圖5顯示了四線觸摸屏在兩層相接觸時的簡化模型。對于四線觸摸屏,最理想的連接方法是將偏置為VREF的總線接ADC的正參考輸入端,并將設(shè)置為0V的總線接ADC的負參考輸入端。
五線觸摸屏
五線觸摸屏使用了一個阻性層和一個導電層。導電層有一個觸點,通常在其一側(cè)的邊緣。阻性層的四個角上各有一個觸點。為了在X軸方向進行測量,將左上角和左下角偏置到VREF,右上角和右下角接地。由于左、右角為同一電壓,其效果與連接左右側(cè)的總線差不多,類似于四線觸摸屏中采用的方法。
為了沿Y軸方向進行測量,將左上角和右上角偏置為VREF,左下角和右下角偏置為0V。由于上、下角分別為同一電壓,其效果與連接頂部和底部邊緣的總線大致相同,類似于在四線觸摸屏中采用的方法。這種測量算法的優(yōu)點在于它使左上角和右下角的電壓保持不變;但如果采用柵格坐標,X軸和Y軸需要反向。對于五線觸摸屏,最佳的連接方法是將左上角(偏置為VREF)接ADC的正參考輸入端,將左下角(偏置為0V)接ADC的負參考輸入端。
七線觸摸屏
七線觸摸屏的實現(xiàn)方法除了在左上角和右下角各增加一根線之外,與五線觸摸屏相同。執(zhí)行屏幕測量時,將左上角的一根線連到VREF,另一根線接SAR ADC的正參考端。同時,右下角的一根線接0V,另一根線連接SAR ADC的負參考端。導電層仍用來測量分壓器的電壓。
八線觸摸屏
除了在每條總線上各增加一根線之外,八線觸摸屏的實現(xiàn)方法與四線觸摸屏相同。對于VREF總線,將一根線用來連接VREF,另一根線作為SAR ADC的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的正參考輸入。對于0V總線,將一根線用來連接0V,另一根線作為SAR ADC的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的負參考輸入。未偏置層上的四根線中,任何一根都可用來測量分壓器的電壓。