電阻式觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)原理

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1、電阻式觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)原理四線電阻式觸摸屏四線電阻式觸摸屏的結(jié)構(gòu)如上圖，在玻璃或丙烯酸基板上覆蓋有兩層透平，均勻?qū)щ姷腎TO層，分別做為X電極和Y電極，它們之間由均勻排列的透明格點(diǎn)分開絕緣。其中下層的ITO與玻璃基板附著，上層的ITO附著在PET薄膜上。X電極和Y電極的正負(fù)端由“導(dǎo)電條”（圖中黑色條形部分）分別從兩端引出，且X電極和Y電極導(dǎo)電條的位置相互垂直。引出端X-，X+，Y-，Y+一共四條線，這就是四線電阻式觸摸屏名稱的由來。當(dāng)有物體接觸觸摸屏表面并施以一定的壓力時(shí)，上層的ITO導(dǎo)電層發(fā)生形變與下層ITO發(fā)生接觸，該結(jié)構(gòu)可以等效為相應(yīng)的電路，如下圖計(jì)算觸點(diǎn)的X

2、,Y坐標(biāo)分為如下兩步：1.計(jì)算Y坐標(biāo)，在Y+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive，Y-電極接地，X+做為引出端測(cè)量得到接觸點(diǎn)的電壓，由于ITO層均勻?qū)щ姡|點(diǎn)電壓與Vdrive電壓之比等于觸點(diǎn)Y坐標(biāo)與屏高度之比。2.計(jì)算X坐標(biāo)，在X+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive，X-電極接地，Y+做為引出端測(cè)量得到接觸點(diǎn)的電壓，由于ITO層均勻?qū)щ?，觸點(diǎn)電壓與Vdrive電壓之比等于觸點(diǎn)X坐標(biāo)與屏寬度之比。測(cè)得的電壓通常由ADC轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，再進(jìn)行簡(jiǎn)單處理就可以做為坐標(biāo)判斷觸點(diǎn)的實(shí)際位置。四線電阻式觸摸屏除了可以得到觸點(diǎn)的X/Y坐標(biāo)，還可以測(cè)得觸點(diǎn)的壓力，這是因?yàn)閠oplayer施壓后，上下層

3、ITO發(fā)生接觸，在觸點(diǎn)上實(shí)際是有電阻存在的，如下圖的Rtouch。壓力越大，接觸越充分，電阻越小，通過測(cè)量這個(gè)電阻的大小可以量化壓力大小。怎么得到Rtouch的阻值？有兩種方法。第一種方法：要做如下準(zhǔn)備工作，如下圖：1.X-接地，X+接電源，Y+接ADC得到觸點(diǎn)的X坐標(biāo)2.X-接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z1點(diǎn)的位置Z13.X-接地，Y+接電源，Y-接ADC得到Z2點(diǎn)的位置Z2現(xiàn)在知道了X坐標(biāo)，即ADC的輸出數(shù)值，Z1，Z2，還要知道X-lineY-line的總電阻值就可以計(jì)算了Z2?Z1Z1Rtouch=其中IRX1是流過RX1的電流IRX1=IRRX1X1?Z2

4、?則Rtouch=RX1??1?而R1又可以由ADCx和RX_plate根據(jù)比例得到，所以最后?Z1?ADCX?Z2?Rtouch=RX?PLATE???1?(如果ADC12位精度)4096?Z1?第二種方法：要做如下準(zhǔn)備工作1.X-接地，X+接電源，Y+接ADC得到觸點(diǎn)的X坐標(biāo)ADCx2.Y-接地，Y+接電源，X+接ADC得到觸點(diǎn)的Y坐標(biāo)ADCy2.X-接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z1點(diǎn)的位置Z1還要已知X-plateY-plate的總電阻值Rtouch=Rtotal?R?RX1Y24096ADC4096XRtotal=R?=R??X1X?PLATEZ14096Z

5、1ADCyR=RY2Y?PLATE4096ADCX?4096?ADCyRtouch=RX?PLATE????1??RY?PLATE4096?Z1?4096上面的計(jì)算有一個(gè)缺陷，就是沒有考慮電極抽頭引線和驅(qū)動(dòng)電極的電路的寄生電阻，這部分電阻并不包含在ITO電阻之內(nèi)，而且受環(huán)境溫度影響阻值波動(dòng)，很可能影響計(jì)算的正確性，因此產(chǎn)生了八線電阻觸摸屏的概念。八線電阻式觸摸屏八線電阻式觸摸屏的結(jié)構(gòu)與四線類似，所區(qū)別的是除了引出X-drive，X+drive，Y-drive，Y+drive四個(gè)電極，還在每個(gè)導(dǎo)電條末端引出一條線：X-sense，X+sense，Y-sense，Y+sens

6、e，這樣一共八條線。八線電阻式觸摸屏工作時(shí)，首先測(cè)量導(dǎo)電條電壓：￠在Y+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive，Y-電極接地，分別測(cè)出Y+sense和Y-sense的電壓，分別記為VYMAX和VYMIN，￠在X+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive，X-電極接地，分別測(cè)出X+sense和X-sense的電壓，分別記為VXMAX和VXMIN然后計(jì)算觸點(diǎn)的X,Y坐標(biāo)，分為如下兩步：1計(jì)算Y坐標(biāo)，在Y+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive，Y-電極接地，X+做為引出端測(cè)量得到接觸點(diǎn)的電壓。2計(jì)算X坐標(biāo)，在X+電極施加驅(qū)動(dòng)電壓Vdrive，X-電極接地，Y+做為引出端測(cè)量得到接觸點(diǎn)的電壓。?V?V??V?

7、V??X+YMIN??Y+XMIN?y=×heightx=×width?V?V?screen?V?V?screen?YMAXYMIN??XMAXXMIN?四線/八線電阻式觸摸屏的優(yōu)點(diǎn)是不但可以計(jì)算橫向X,Y坐標(biāo)，通過一系列方法還可以測(cè)得縱向Z坐標(biāo)，即手指的壓力大小，這是通過測(cè)量縱向接觸電阻Rtouch來得到的，因?yàn)榻佑|發(fā)生時(shí)，接觸電阻與壓力大小成反比，壓力越大，接觸電阻越小，測(cè)得這個(gè)電阻的數(shù)值可以用來量化接觸壓力。四線/八線電阻式觸摸屏的缺點(diǎn)是耐用性不夠，長時(shí)間的觸按施壓會(huì)使器件損壞。因?yàn)槊看斡|按，上層的PET和ITO都會(huì)發(fā)生