硬件开发技术之触摸屏的详细介绍

（文章来源：雷小天博客）

触摸屏又称触控面板，它是一种把触摸位置转化成坐标数据的输入设备，根据触摸屏的检测原理，主要分为电阻式触摸屏和电容式触摸屏。下面我们就分别来介绍下这两种触摸屏。

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，比如我们2.0/2.2/2.4/2.6/2.8/3.0/3.2/3.5 寸的 TFTLCD 模块都是采用电阻式触摸屏。使用时需要用一定的压力才会能检测到电压，即触摸。

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(纳米铟锡金属氧化物)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，而完成点选的动作，并呈现在屏幕上。

电阻触摸屏的工作原理主要是通过压力感应原理来实现对屏幕内容的操作和控制的，这种触摸屏屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜，其中第一层为玻璃或有机玻璃底层，第二层为隔层，第三层为多元树脂表层，表面还涂有一层透明的导电层，上面再盖有一层外表面经硬化处理、光滑防刮的塑料层。在多元脂表层表面的传导层及玻璃层感应器是被许多微小的隔层所分隔电流通过表层，轻触表层压下时，接触到底层，控制器同时从四个角读出相称的电流及计算手指位置的距离。

这种触摸屏利用两层高透明的导电层组成触摸屏，两层之间距离仅为 2.5 微米。当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有了一个接触，因其中一面导电层接通 Y 轴方向的电源均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行 A/D 转换，并将得到的电压值与参考电压相比，即可得触摸点的 Y 轴坐标，同理得出 X 轴的坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。

从上面的简介，我们知道触摸屏都需要一个 AD 转换器，也就是要将电压变化读取出来，供主机求出触摸的位置。我们的 TFTLCD 模块使用的是四线电阻式触摸屏，这种触摸屏的控制芯片有很多，包括：ADS7843、 ADS7846、 TSC2046、XPT2046 和 AK4182 等。这几款芯片的驱动基本上是一样的，也就是说你只要写出了 XPT2046 的驱动，这个驱动对其他几个芯片也是有效的。而且封装也有一样的，而且管脚也完全兼容。所以在替换起来非常方便。

现在几乎所有智能手机，包括平板电脑都是采用电容屏作为触摸屏， 电容屏是利用人体感应进行触点检测控制，不需要直接接触或只需要轻微接触，通过检测感应电流来定位触摸坐标。我们有的 3.5/4.3/4.5/7 寸 TFTLCD 模块上使用的触摸屏是电容式触摸屏，下面简单介绍下电容式触摸屏的原理。

电容式触摸屏主要分为两种：（1）表面电容式电容触摸屏。表面电容式触摸屏技术是利用 ITO(铟锡氧化物，是一种透明的导电材料)导电膜，通过电场感应方式感测屏幕表面的触摸行为进行。但是表面电容式触摸屏有一些局限性，它只能识别一个手指或者一次触摸。

（2）投射式电容触摸屏。投射式电容触摸屏却具有多指触控的功能。这两种电容式触摸屏都具有透光率高、反应速度快、寿命长等优点，缺点是：随着温度、湿度的变化，电容值会发生变化，导致工作稳定性差，时常会有漂移现象，需要经常校对屏幕，且不可佩戴普通手套进行触摸定位。投射电容式触摸屏是传感器利用触摸屏电极发射出静电场线。一般用于投射电容传感技术的电容类型有两种：自我电容和交互电容。

自我电容又称绝对电容，是最广为采用的一种方法，自我电容通常是指扫描电极与地构成的电容。在玻璃表面有用 ITO 制成的横向与纵向的扫描电极，这些电极和地之间就构成一个电容的两极。当用手或触摸笔触摸的时候就会并联一个电容到电路中去，从而使在该条扫描线上的总体的电容量有所改变。在扫描的时候，控制 IC 依次扫描纵向和横向电极，并根据扫描前后的电容变化来确定触摸点坐标位置。笔记本电脑触摸输入板就是采用的这种方式，笔记本电脑的输入板采用 X*Y 的传感电极阵列形成一个传感格子，当手指靠近触摸输入板时，在手指和传感电极之间产生一个小量电荷。

交互电容又叫做跨越电容，它是在玻璃表面的横向和纵向的 ITO 电极的交叉处形成电容。交互电容的扫描方式就是扫描每个交叉处的电容变化，来判定触摸点的位置。当触摸的时候就会影响到相邻电极的耦合，从而改变交叉处的电容量，交互电容的扫面方法可以侦测到每个交叉点的电容值和触摸后电容变化，因而它需要的扫描时间与自我电容的扫描方式相比要长一些，需要扫描检测 X*Y根电极。目前智能手机/平板电脑等的触摸屏，都是采用交互电容技术。
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