电阻式触摸屏的基本结构和驱动原理.pdf

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1、电阻式触摸屏的基本结构和驱动原理四线电阻式触摸屏四线电阻式触摸屏的结构如上图，在玻璃或丙烯酸基板上覆盖有两层透平，均匀导电的ITO层，分别做为X电极和Y电极，它们之间由均匀排列的透明格点分开绝缘。其中下层的ITO与玻璃基板附着，上层的ITO附着在PET薄膜上。X电极和Y电极的正负端由“导电条”（图中黑色条形部分）分别从两端引出，且X电极和Y电极导电条的位置相互垂直。引出端X-，X+，Y-，Y+一共四条线，这就是四线电阻式触摸屏名称的由来。当有物体接触触摸屏表面并施以一定的压力时，上层的ITO导电层发生形变与下层ITO发生接触，该结构可以等效为相应的电路，如下图计算

2、触点的X,Y坐标分为如下两步：1.计算Y坐标，在Y+电极施加驱动电压Vdrive，Y-电极接地，X+做为引出端测量得到接触点的电压，由于ITO层均匀导电，触点电压与Vdrive电压之比等于触点Y坐标与屏高度之比。2.计算X坐标，在X+电极施加驱动电压Vdrive，X-电极接地，Y+做为引出端测量得到接触点的电压，由于ITO层均匀导电，触点电压与Vdrive电压之比等于触点X坐标与屏宽度之比。测得的电压通常由ADC转化为数字信号，再进行简单处理就可以做为坐标判断触点的实际位置。四线电阻式触摸屏除了可以得到触点的X/Y坐标，还可以测得触点的压力，这是因为toplaye

3、r施压后，上下层ITO发生接触，在触点上实际是有电阻存在的，如下图的Rtouch。压力越大，接触越充分，电阻越小，通过测量这个电阻的大小可以量化压力大小。怎么得到Rtouch的阻值？有两种方法。第一种方法：要做如下准备工作，如下图：1.X-接地，X+接电源，Y+接ADC得到触点的X坐标2.X-接地，Y+接电源，X+接ADC得到Z1点的位置Z13.X-接地，Y+接电源，Y-接ADC得到Z2点的位置Z2现在知道了X坐标，即ADC的输出数值，Z1，Z2，还要知道X-lineY-line的总电阻值就可以计算了Z2−Z1Z1Rtouch=其中IRX1是流过RX1的电流IRX

4、1=IRRX1X1⎛Z2⎞则Rtouch=RX1⎜−1⎟而R1又可以由ADCx和RX_plate根据比例得到，所以最后⎝Z1⎠ADCX⎛Z2⎞Rtouch=RX−PLATE⋅⎜−1⎟(如果ADC12位精度)4096⎝Z1⎠第二种方法：要做如下准备工作1.X-接地，X+接电源，Y+接ADC得到触点的X坐标ADCx2.Y-接地，Y+接电源，X+接ADC得到触点的Y坐标ADCy2.X-接地，Y+接电源，X+接ADC得到Z1点的位置Z1还要已知X-plateY-plate的总电阻值Rtouch=Rtotal−R−RX1Y24096ADC4096XRtotal=R⋅=R⋅⋅

5、X1X−PLATEZ14096Z1ADCyR=RY2Y−PLATE4096ADCX⎛4096⎞ADCyRtouch=RX−PLATE⋅⋅⎜−1⎟−RY−PLATE4096⎝Z1⎠4096上面的计算有一个缺陷，就是没有考虑电极抽头引线和驱动电极的电路的寄生电阻，这部分电阻并不包含在ITO电阻之内，而且受环境温度影响阻值波动，很可能影响计算的正确性，因此产生了八线电阻触摸屏的概念。八线电阻式触摸屏八线电阻式触摸屏的结构与四线类似，所区别的是除了引出X-drive，X+drive，Y-drive，Y+drive四个电极，还在每个导电条末端引出一条线：X-sense，X+

6、sense，Y-sense，Y+sense，这样一共八条线。八线电阻式触摸屏工作时，首先测量导电条电压：¢在Y+电极施加驱动电压Vdrive，Y-电极接地，分别测出Y+sense和Y-sense的电压，分别记为VYMAX和VYMIN，¢在X+电极施加驱动电压Vdrive，X-电极接地，分别测出X+sense和X-sense的电压，分别记为VXMAX和VXMIN然后计算触点的X,Y坐标，分为如下两步：1计算Y坐标，在Y+电极施加驱动电压Vdrive，Y-电极接地，X+做为引出端测量得到接触点的电压。2计算X坐标，在X+电极施加驱动电压Vdrive，X-电极接地，Y+

7、做为引出端测量得到接触点的电压。⎛V−V⎞⎛V−V⎞⎜X+YMIN⎟⎜Y+XMIN⎟y=×heightx=×width⎜V−V⎟screen⎜V−V⎟screen⎝YMAXYMIN⎠⎝XMAXXMIN⎠四线/八线电阻式触摸屏的优点是不但可以计算横向X,Y坐标，通过一系列方法还可以测得纵向Z坐标，即手指的压力大小，这是通过测量纵向接触电阻Rtouch来得到的，因为接触发生时，接触电阻与压力大小成反比，压力越大，接触电阻越小，测得这个电阻的数值可以用来量化接触压力。四线/八线电阻式触摸屏的缺点是耐用性不够，长时间的触按施压会使器件损坏。因为每次触按，上层的PET和IT

8、O都会发生