觸摸屏的工作原理及典型應(yīng)用

1、15觸摸屏的工作原理及典型應(yīng)用觸摸屏的工作原理及典型應(yīng)用摘要：要：簡(jiǎn)要介紹觸摸屏的結(jié)構(gòu)及工作原理，并以BurrBrown公司的觸摸屏控制芯片ADS7843為例，介紹觸摸屏應(yīng)用的典型電路和操作。由于ADS7843內(nèi)置12位AD，理論上觸摸屏的輸入坐標(biāo)識(shí)別精度為有效長(zhǎng)寬的14096。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：觸摸屏ITOADS7843嵌入式系統(tǒng)1觸摸屏的基本原理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(dǎo)體層、兩

2、層導(dǎo)體之間的隔離層、電極。阻性導(dǎo)體層選用阻性材料，如銦錫氧化物（ITO）涂在襯底上構(gòu)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(dǎo)電性能極好的材料（如銀粉墨）構(gòu)成，其導(dǎo)電性能大約為ITO的1000倍。觸摸屏工作時(shí)，上下導(dǎo)體層相當(dāng)于電阻網(wǎng)絡(luò)，如圖2所示。當(dāng)某一層電極加上電壓時(shí)，會(huì)在該網(wǎng)絡(luò)上形成電壓梯度。如有外力使得上下兩層在某一點(diǎn)接觸，則在電極未加電壓的另一層可以測(cè)得接觸點(diǎn)處的電壓，從而知道接觸點(diǎn)處的

3、坐標(biāo)。比如，在頂層的電極(XX－)上加上電壓，則在頂層導(dǎo)體層上形成電壓梯度，當(dāng)有外力使得上下兩層在某一點(diǎn)接觸，在底層就可以測(cè)得接觸點(diǎn)處的電壓，再根據(jù)該電壓與電極(X)之間的距離關(guān)系，知道該處的X坐標(biāo)。然后，將電壓切換到底層電極（YY－）上，并在頂層測(cè)量接觸點(diǎn)處的電壓，從而知道Y坐標(biāo)。2觸摸屏的控制實(shí)現(xiàn)觸摸屏的控制實(shí)現(xiàn)現(xiàn)在很多PDA應(yīng)用中，將觸摸屏作為一個(gè)輸入設(shè)備，對(duì)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

4、，是完成電極電壓的切換；其二，是采集接觸點(diǎn)處的電壓值（即AD）。本文以BB(BurrBrown)公司生產(chǎn)的芯片ADS7843為例，介紹觸摸屏控制的實(shí)現(xiàn)。2.1ADS7843的基本特性與典型應(yīng)用的基本特性與典型應(yīng)用ADS7843是一個(gè)內(nèi)置12位模數(shù)轉(zhuǎn)換、低導(dǎo)通電阻模擬開關(guān)的串行接口芯片。供電電壓2.7~5V，參考電壓VREF為1V~VCC，轉(zhuǎn)換電壓的輸入范圍為0~VREF，最高轉(zhuǎn)換速率為125kHz。ADS7843的引腳配置如圖3所示。表

5、1為引腳功能說明，圖4為典型應(yīng)用。35為了完成一次電極電壓切換和AD轉(zhuǎn)換，需要先通過串口往ADS7843發(fā)送控制字，轉(zhuǎn)換完成后再通過串口讀出電壓轉(zhuǎn)換值。標(biāo)準(zhǔn)的一次轉(zhuǎn)換需要24個(gè)時(shí)鐘周期，如圖7所示。由于串口支持雙向同時(shí)進(jìn)行傳送，并且在一次讀數(shù)與下一次發(fā)控制字之間可以重疊，所以轉(zhuǎn)換速率可以提高到每次16個(gè)時(shí)鐘周期，如圖8所示。如果條件允許，CPU可以產(chǎn)生15個(gè)CLK的話（比如FPGAs和ASICs）轉(zhuǎn)換速率還可以提高到每次15個(gè)時(shí)鐘周期，