一、电容式触控技术介绍

　触控技术依感应原理可分为电阻式（resistive）、电容式（capacitive）、音

波式（surface acoustic wave）及光学式（optics）等四种。本文将针对公共使

用（public application）层面应用较广的电容式技术原理作介绍。

*市场概况*

　电容式触控技术于20多年前诞生，早期由美商3m公司独占整个电容式触控面板的

国际市场。在几年前由于基本专利到期，全球触控面板的生产业者纷纷加入开发电

容式触控面板事业领域中，期待有所发挥。

　电容式触控产品具防尘、防火、防刮、强固耐用及具有高分辨率等优点，但有价

格昂贵、容易因静电或湿度造成误动作等缺点。电容式技术应用范围非常广泛，主

要包括：(1)金融系统（banking）：如提款、售票系统。(2)医疗卫生系统

（health care）。(3)公共信息系统（public information）。(4)电玩娱乐系统

（entertainment）。

*工作原理*

　电容式触控面板的应用需由触控面板（touch panel）、控制器（touch

controller）及软件驱动程序（utility）等3部分。

*触控面板*

　一般电容式触控面板是在透明玻璃表面镀上一层氧化锑锡薄膜（ato layer）及

保护膜（hard coat layer）而与液晶银幕（lcd monitor）间则需作防电子讯号干

扰处理（shielded layer）。

人与触控面板没有接触时，各种电极（electrode）是同电位的，触控面板没

有上没有电流（electric current）通过。当与触控面板接触时，人体内的静电流

入地面而产生微弱电流通过。检测电极依电流值变化，可以算出接触的位置。玻璃

表面上氧化锑锡薄膜（ato）层有电阻系数，为了得到一样电场所以在其外围安装

电极，电流从四边或者四个角输入。

从4条边上输入时，等电场是通过4角周围的电阻小于4条边上的阻抗分配方式

所得到的。对实际应用而言，有在透明导电膜（ato layer）上安装一组电阻基版

类型；也有对透明导电膜（ato layer）作蚀刻所行成的类型。从4角输入时，一般

通过印刷额缘电阻与透明导电膜（ato layer）组合得到等电场。

　从4条边上输入时，根据上下、左右电流比计算就可以得出，检测方法较为简

单。从4条角输入时，检测方法要得出与4条边的距离比，位置计算也较为复杂。举

例来说，假设触控面板位置中心为0，x轴与y轴位置可以下面方程式计算出：

x轴：l1＋l4－l2－l3／l1＋l2＋l3＋l4

y轴：l3＋l4－l1－l2／l1＋l2＋l3＋l4

二、电阻式触控技术介绍

许多不同的触摸技术会把屏幕某个位置的压力或接触转换成有意义的数字坐

标。典型的触摸技术包括电阻触摸屏、声表面波触摸屏、红外线触摸屏和电容触摸屏。

这里侧重介绍电阻触摸屏。电阻触摸屏非常普及，你会发现许多评估板和开发

套件中都集成了电阻触摸屏。电阻触摸屏普及的主要原因是价格便宜，而且在电气

上可以直接接入用户的系统中。

之所以叫电阻触摸屏，是因为它们本质上就是电阻分压器。它们由两个电阻薄

层组成，这两个薄层被非常薄的绝缘层隔开，绝缘层通常以塑料微粒子的形式存

在。当你触摸屏幕时，会使两个电阻薄层变形到足以使它们之间发生电气连接。然

后由软件通过检测分压器上产生的电压计算出两层的短接位置，并最终确定触摸位置。

电阻触摸屏分为几种类型，比如"四线"，"五线"和"八线"。线越多，精度就越

高，温度漂移也越少，但基本的操作是一样的。在最简单的四线设计中，有一层称

为"x轴"的电阻层，上面加有一定的电压，另一个称为"y轴"的电阻层作为接受层测

量对应x轴位置的电压值。这一过程再反过来执行一遍，即y轴层加电，x轴层用于

电压检测。

注意必须获取二个完全独立的读数，即x轴位置和y轴位置数据。这些数据在四

线或五线电阻触摸屏中是无法同时读取的。软件必须先读一个轴，然后再读另外一

个轴。读取的顺序则无关紧要。

将电阻触摸屏产生的电压转换成数字需要用到模数转换器(adc)。直到不久前这

个adc几乎一直是主cpu的外围器件。burr brown ns7843或ns7846就是这种adc控制

器。该器件为12位的模数转换器，其内嵌的逻辑电路通过交替给一个薄层加电，再

从另外一层转换来控制触摸屏。虽然可以使用诸如gpio之类的信号线来完成薄层加

电的切换，但该器件能够分担许多任务，还能提供产生触摸或笔压中断的方式。