电阻式触摸屏的优缺点

电阻式触摸屏是一种传感器，它将矩形区域中触摸点（X , Y）的物理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压；很多LCD模块都采用了电阻式触摸屏，这种屏幕可以用四线、五线、七线或八线来产生屏幕偏置电压，同时读回触摸点的电压。

电阻式触摸屏基本上是薄膜加上玻璃的结构，薄膜和玻璃相邻的一面上均涂有ITO(Indium Tin Oxides，纳米锢锡金属氧化物）涂层，ITO具有很好的导电性和透明性。当触摸操作时，薄膜下层的ITO会接触到玻璃上层的ITO，经由感应器传出相应的电信号，经过转换电路送到处理器，通过运算转化为屏幕上的X、Y值，从而完成点选的动作，并呈现在屏幕上。

触摸屏包含上下叠合的两个透明层，四线和八线触摸屏由两层具有相同表面电阻的透明阻性材料组成，五线和七线触摸屏由一个阻性层和一个导电层组成，通常还要用一种弹性材料来将两层隔开＿当触摸屏表面受到的压力（如通过笔尖或手指进行按压）足够大时，顶层与底层之间会产生接触。所有的电阻式触摸屏都采用分压器原理来产生代表X坐标和Y坐标的电压。如图1.1所示，分压器是通过将两个电阻进行串联来实现的。上面的电阻（R 1)连接正参考电压（VREF），下面的电阻（R2）接地；两个电阻连接点处的电压测量值与R2的阻值成正比。

                                           图1.1电阻式触摸屏的分压器原理

为了在电阻式触摸屏上的特定方向测量一个坐标，需要对一个阻性层进行偏置：将它的一边接VREF耀彩网登录，另一边接地。同时，将未偏置的那一层连接到一个ADC的高阻抗输入端。当触摸屏上的压力足够大，使两层之间发生接触时，电阻性表面被分隔为两个电阻。它们的阻值与触摸点到偏置边缘的距离成正比。触摸点与接地边之间的电阻相当于分压器中下面的那个电阻。因此，在未偏置层上测得的电压与触摸点到接地边之间的距离成正比。

a，四线触摸屏。

四线触摸屏包含两个阻性层。其中一层在屏幕的左右边缘各有一条垂直总线，另一层在屏幕的底部和顶部各有一条水平总线，如图1.2所示。为了能够在X轴方向进行测量，将左侧总线偏置为0V，右侧总线偏置为VREF；。将顶部或底部总线连接到ADC，当顶层和底层相接触时即可做一次测量。

                                             图1.2四线电阻式触摸屏结构图

为了能够在Y轴方向进行测量，将顶部总线偏置为VREF，底部总线偏置为0V。将ADC输人端接左侧总线或右侧总线，当顶层与底层相接触时即可对电压进行测量。图1.3显示了四线触摸屏在两层相接触时的简化模型。对于四线触摸屏，最理想的连接方法是将偏置为玖E；的总线接ADC的正参考输入端，并将设置为0V的总线接ADC的负参考输人端。

                             图1.3 四线电阻式触摸屏在两层接触时的简化模型

b．五线触摸屏。

五线触摸屏使用了一个阻性层和一个导电层。导电层有一个触点，通常在其一侧的边缘。阻性层的四个角上各有一个触点。为了在X轴方向进行测量，将左上角和左下角偏置到VREF，右上角和右下角接地。由于左、右角为同一电压，其效果与连接左右侧的总线差不多，类似于四线触摸屏中采用的方法。

为了沿Y轴方向进行测量，将左上角和右土角偏置为VREF;，左下角和右下角偏置为0V。由于上、下角分别为同一电压，其效果与连接顶部和底部边缘的总线大致相同，类似于在四线触摸屏中采用的方法：这种测量算法的优点在于它使左上角和右下角的电压保持不变；但如果采用栅格坐标，X轴和Y轴需要反向。对于五线触摸屏，最佳的连接方法是将左上角（偏置为VREF）耀彩网登录接ADC的正参考输人端，将左下角（偏置为0V）接ADC的负参考输人端。

c．七线触摸屏。

七线触摸屏的实现方法除了在左上角和右下角各增加一根线之外，与五线触摸屏相同。执行屏幕测量时，将左L角的一根线连到VREF，另一根线接SAR ADC的正参考端。同时，右下角的一根线接0V，另一根线连接SAR ADC的负参考端。导电层仍用来测量分压器的电压c

d．八线触摸屏。

除了在每条总线上各增加一根线之外，八线触摸屏的实现方法与四线触摸屏相同。对于VREF总线，将一根线用来连接VREF，另一根线作为SAR ADC的数模转换器的正参考输人。对于0V总线，将一根线用来连接0V，另一根线作为SAR ADC的数模转换器的负参考输人。未偏置层上的四根线中，任何一根都可用来测量分压器的电压。

e．检测有无接触。

耀彩网登录所有的触摸屏都能检测到是否有触摸发生，其方法是用一个弱上拉电阻将其中一层上拉，而用一个强下拉电阻来将另一层下拉。如果上拉层的测量电压大于某个逻辑阑值，即表明没有触摸，反之则有触摸。这种方法存在的问题在于触摸屏是一个巨大的电容器，此外还可能需要增加触摸屏引线的电容，以便滤除LCD引入的噪声。弱上拉电阻与大电容器相连会使上升时间变长，可能导致检测到虚假的触摸。

四线和八线触摸屏可以测量出接触电阻，即图1.3中的RToucH。RToucH与触摸压力近似成正比。要测量触摸压力，需要知道触摸屏中一层或两层的电阻。图1.4中的公式给出了计算方法。需要注意的是，如果Z1的测量值接近或等于0（在测量过程中当触摸点靠近接地的X总线时），计算将出现一些问题，通过采用弱上拉方法可以有效改善这个问题。

                                             图1.4 触摸压力的计算方法

电阻式触摸屏的优点是它的屏和控制系统都比较便宜，反应灵敏度也很好，而且不管是四线电阻触摸屏还是五线电阻触摸屏，它们都处在一种对外界完全隔离的工作环境中，不怕灰尘和水汽，能适应各种恶劣的环境。它可以用任何物体来触摸，稳定性能较好。其缺点是电阻触摸屏的外层薄膜容易被划伤导致触摸屏不可用，多层结构会导致很大的光损失，对于手持设备通常需要加大背光源来弥补透光性不好的问题，但这样也会增加电池的消耗。