触摸屏的几个概念 (2)

术触摸屏及电容技术触摸屏都要用到的技术材料.实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层.2.镍金涂层.五线电阻触摸屏的外层使用的是延展性好的镍金涂层材料,外导电层由于频繁触摸,使用延展性好的镍金材料是为了延长使用寿命,但是工艺成本较高,镍金导电层虽然延展性好,但是只能做透明导体,不适合做电阻式触摸屏的工作面,因为它导电率高，而且金属不容易做到厚度均匀,不宜做电压分布层,只能做探层.五线电阻触摸屏:五线电阻技术触摸屏的基层是把两个方向的电压通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上,我们可以简单理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上,而外层镍金导电层只仅仅当作纯导体.有触摸后分时检测内部触摸点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置.五线电阻触摸屏内层ITO需四条引线,外层只做导体仅仅一条,触摸屏的引出线共有五条.五线制电阻触摸屏结构如图.

    四线电阻触摸屏的缺陷: 四线触摸屏的B面要经常被触动,而B面采用ITO,我们知道,ITO是极薄的氧化金属,在使用过程中很快就会产生轻微的裂纹,裂纹一旦产生,原本流经此处的电流被迫绕道而行,本该均匀分布的电压随之遭到破坏,触摸屏就有了损伤,表现为裂纹处点不准.

    随着裂纹的加剧和增多,触摸屏慢慢就会失效,因此使用寿命不长是四线电阻触摸屏的主要问题.

    五线电阻触摸屏的改进. 首先五线电阻触摸屏的A面是导电玻璃而不是导电涂覆层,导电玻璃的工艺使得A面的寿命得到了极大的提高,并且可以提高透光率. 其次五线电阻式触摸屏将工作面的任务都交给了使用寿命比较长的A面,而B面只用来做为导体,并且采用了延展性好，电阻率低的镍金透明导电层,因此B面的寿命也得到了极大的提高.

    五线电阻式触摸屏的另一个专用技术是通过精密的电阻网络来校正A面的线性问题,由于工艺工程不可避免的有可能厚薄不均而造成电压场分布的不均匀,精密电阻网络在工作时流过觉大部分电流,因此可以补偿工作面有可能的线性失真. 五线电阻式触摸屏是目前最好的电阻式触摸屏,主要用于军事,医疗等领域.

    但是四线电阻式触摸屏由于价格低廉,在通用领域的运用,下面将结合S3C2410内置的触摸屏控制器来详细讲解整个触摸屏电路的工作及测量过程.下面是四线电阻式触摸屏测量时的等效电路.

      测量时,分为以下三个步骤.

    1.在触摸屏没有被按下的时候,触摸屏的X轴和Y轴不会接触到一起，此时这个电路处于"Pen Down Detect"状态. S1,S2,S4断开,S3,S5闭合.X+~X-整个轴上的电压都为0V,Y-端悬空,Y+端由于由上拉电阻R1的存在而呈现高电平.当 "Pen Down"后,X轴和Y轴由于受挤压而相互接触导通后，Y轴的电压由于连接到X轴接地而变成低电平,此低电平可用来作为中断触发信号来通知CPU发生"Pen Down"事件.

    2.当检测到"Pen Down"事件后,CPU立刻进入X轴坐标测量状态: S1,S3闭合,S2,S4,S5断开,由于X轴和Y轴在接触点按下而连通,因此Y+端的X_ADC可以认为是X轴的分压采样点,从而计算出X轴的坐标.

    3.采样X轴的坐标后,S1,S3,S5断开,S2,S4闭合,同样可以计算出Y轴的坐标.

    二.S3C2410的模数转换器ADC及触摸屏控制器.

    S3C2410内置一个8信道的10bit模数转换器ADC,该ADC能以500KSPS的采样资料将外部的模拟信号转换为10bit分辨率的数字量,同时ADC部分能与CPU的触摸屏控制器协同工作,完成对触摸屏绝对地址的测量.

    特性.

    分辨率:10bit . 相信误差: +/- 2LSB . 最大转换速率: 500KSPS . 模拟量输入范围: 0~3.3V . 分步X/Y坐标测量模式. 自动X/Y坐标测量模式. 中断等待模式. 下图是ADC及触摸屏控制器部分的逻辑示意图.

    随后的图是在S3C2410 ADC及触摸屏控制器的基础上外接触摸屏的示意图,以及外部电路的实际原理图.需要补充说明的是,图中Q1,Q2是P沟道MOS管,开门电压为1.8V; Q3,Q4为N沟道MOS管,开门电压为2.7V;运用学过的电子电路知识,我们知道但MOS管导通后,MOS管的源--漏之间可以认为是直通的,及可以把MOS管认为是图中真正的开关，AVDD是外部模拟参考源,一般接3.3V电源,XP,XM和YP,YM分别是触摸屏的四条引线,各自对应X轴和Y轴电阻.

    ADC及触摸屏控制器的工作模式.

    1.ADC普通转换模式(Normal Conversion Mode),用于一般的AD转换.

    2.独立X/Y轴坐标转换模式.其实包含了X轴坐标和Y轴坐标两种模式. 首先运行X轴的坐标转换,X轴的坐标转换资料会写到ADCDAT0寄存器的XPDAT中,等待转换完成后,触摸屏控制器会产生相应的中断.然后运行Y轴的坐标转换(AUTO_PST=0,XY_PST=2),Y轴的转换资料会写入到ADCDAT1寄存器的XPDAT中,等待转换完成后,触摸屏控制器会产生相应的中断.

    3.自动X/Y轴坐标转换模式. 将会自动的进行X轴和Y轴的转换操作,随后产生相应的中断.

    4.中断等待模式.在系统等待"Pen Down",即触摸屏按下的时候，其实是处于中断等待模式.一旦被按下,实时产生"INT_TC"中断信号,每次发生此中断,X轴和Y轴的坐标转换资料都可以从相应的资料寄存器中读出.

    5.闲置模式.在该模式下转换资料寄存器中的值都被保留为上次转换的资料.

    ADC触摸屏控制器的寄存器详解.

ADCCON: ADC控制寄存器.

ENABLE_START: 置1启动ADC转换; 置0无操作.

RESR_START:　置１允许读操作启动ADC转换；置0禁止读操作启动ADC转换．

STDBM: 置１将ADC置为闲置模式；置0将ADC置为正常操作模式．

SEL_MUX: 选择需要转换的ADC信道．

RESCVL: ADC转换时钟预分频参数．

PRSCEN: ADC转换时钟使能．

ECFLG: ADC转换完成标志位，１时ADC转换结束，０时ADC转换进行中．

ADCTSC: 触摸屏控制寄存器．

XY_PST: 对X/Y轴手动测量模式时进行选择．

AUTO_PST: X/Y轴的自动转换模式使能位．

PULL_UP: XP端的上拉电阻使能位．

XP_SEN: 设置nXPON输出状态．

XM_SEN: 设置nXMON输出状态．

YP_SEN: 设置nYPON输出状态．

YM_SEN:设置nYMON输出状态．

ADCDLY: ADC转换周期等待定时器．

ADCDAT0: ADC资料寄存器0.

XPDATA: X轴转换资料寄存器．

XY_PST: 选择X/Y轴自动转换模式．

AUTO_PST:　X/Y轴自动转换使能位．

UPDOWN: 选择中断等待模式的类型．０按下产生中断.１释放产生中断．

ADCDAT1: ADC资料寄存器１．