浅谈触摸屏的工作原理及典型应用

浅谈触摸屏的工作原理及典型应用
浅谈触摸屏的工作原理及典型应用

毕业设计(论文)

论文题目:浅谈触摸屏的工作原理及典型应用

教学中心:电子科技大学网络教育重庆学习中心

指导老师:田丰职称:讲师

学生姓名:李鹏学号: V09642742125 专业:机械电子工程

2011年05月15日

毕业设计(论文)任务书

题目:浅谈触摸屏的工作原理及典型应用

任务与要求:

了解触摸屏的基本结构及工作原理。要求写作内容鲜明,严格围绕题目述写,逻辑性思维要强,内容理论联系实际,涉及他人观点,对本设计有全面的论证。设计原理、计算、电路和本产品设计独特的优势,要有个全面阐述清楚。格式要严格按照学校规定排序。如有不熟悉的知识点,向指导老师请教。

时间:2011 年2月25 日至2011年 5 月15 日共10 周

办学单位:电子科技大学网络教育重庆学习中心

学生姓名:李鹏学号:V09642742125

专业:机械电子工程

指导单位或教研室:重庆科创职业学院

指导教师:田丰职称:讲师

2011年2月25日

毕业设计(论文)进度计划表

电子科技大学毕业设计(论文)中期检查记录表

摘要

随着多媒体信息查询的与日俱增,人们越来越多地谈到触摸屏,因为触摸屏作为一种最新的电脑输入设备,它是目前最简单、方便、自然的而且又适用于中国多媒体信息查询国情的输入设备,触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。利用这种技术,我们用户只要用手指轻轻地指碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作,从而使人机交互更为直截了当,这种技术极大方便了那些不懂电脑操作的用户。这种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。触摸屏在我国的应用范围非常广阔,主要有公共信息的查询,如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询;城市街头的信息查询;此外还可广泛应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等,将来,触摸屏还要走入家庭。随着城市向信息化方向发展和电脑网络在日常生活中的渗透,信息查询都会以触摸屏——显示内容可触摸的形式出现。本文提供一些有关触摸屏的相关基础技术知识,希望这些内容能对广大用户有所用处。

关键词:触摸屏嵌入式系统ADS7843

Abstract

With the growing of multimedia information query, more and more people talked about touch screen, because touch screen as a kind of the latest computer input device, it is currently the most simple, convenient and natural and are applicable to the situation of multimedia information input device, touch screen with durable and reaction speed, save a space, easy communication and many other advantages. Using this technique, our users as long as fingers lightly refers to touch on the computer screen operators or text can figure realize to host operation so that the human-computer interaction more straightforward, and the technology greatly convenient that don't understand computer users. This kind of man-machine interactive way. It gives the multimedia with a brand new look, is intriguing new multimedia interactive devices. Touch screen application in our country range is very wide, basically have public information query, such as telecommunication bureau, tax bureau, bank, electric power industries business query; The city streets and information query; Also can be widely applied in leadership office, industrial control, military command, electronic games, the song order, the multimedia teaching, real estate etc, in the future, touch screen booking will walk into family. With city towards informational development and computer network in daily life, information query will penetrate with touch screen - showed the form of content may touch. This article provides some based on the related technical knowledge touch screen and I hope the content of the masses of users can have use.

KEYWORDS Touch Screen Embedded Systems ADS7843

目录

第一章绪言 (1)

第二章触摸屏的主要类型及其基本原理 (2)

第一节电阻式触摸屏 (2)

第二节电容式触摸屏 (3)

第三节红外线式触摸屏 (4)

第四节表面声波触摸屏 (5)

第三章触摸屏三个基本技术特性 (6)

第四章触摸屏的控制实现 (7)

第一节触摸屏控制电路的硬件结构 (7)

第二节 Nucleus下ADS7846的驱动设计 (8)

第五章触摸产品技术展望 (9)

结束语 (11)

谢辞 (12)

参考文献 (13)

第一章绪言

随着多媒体信息查询的与日俱增,人们越来越多地谈到触摸屏,因为触摸屏作为一种最新的电脑输入设备,它是目前最简单、方便、自然的而且又适用于中国多媒体信息查询国情的输入设备,触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。触摸屏作为一种新型的人机界面,从一出现就受到关注。它的简单易用,强大的功能及优异的稳定性使它非常适合于工业环境,甚至可以用于日常生活之中,应用非常广泛,比如:自动化停车设备、自动洗衣机、天车升降控制、生产线监控等,甚至可以用于智能大厦管理、会议室声光控制、温度调整……

利用这种技术,我们用户只要用手指轻轻地指碰计算机显示器上的图符或文字就能实现对主机操作,从而使人机交互更为直截了当,这种技术极大方便了那些不懂电脑操作的用户。这种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。触摸屏在我国的应用范围非常广阔,主要有公共信息的查询,如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询;城市街头的信息查询;此外,还可以广泛应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等,将来,触摸屏还要走入家庭。随着城市向信息化方向发展和电脑网络在日常生活中的渗透,信息查询都会以触摸屏屏--显示内容可触摸的形式出现。本文提供一些有关触摸屏的相关基础技术知识,希望这些内容能对广大用户有所用处。

触控技术可以将这些应用改进为采用几项现有触控技术之一的计算机。触摸屏是用户和计算机之间实现互动的最简单、最直接的方式。尽管触摸屏技术相对较新(有两家大型触摸屏制造商声称在 70 年代开始运营),但是用户和触摸屏交互的基本方式已非常久远:你的手会伸向你想要的东西。这几乎是所有儿童和成人的本能。

各行各业的公司都已成功地将触摸屏的效用发挥到各自的应用中。航空公司使用它来模拟机舱、训练飞行员驾驶飞机;房地产公司通过它使购房者能够在弹指之间观看商品房的全彩图像;贺卡公司使用它来让客户创建自己的个性化卡片;餐馆饭店使用它来简化店内的 POS 终端;医科学校使用它来教导护士学员如何应对危机状况。

触摸屏的这5个基本种类是:电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏,表面声波技术触摸屏、红外线扫描技术触摸屏、矢量压力传感技术触摸屏。这是从技术原理上对触摸屏的分类,矢量压力传感技术触摸屏己退出历史舞台;电容触摸屏曾在国内风行过一段时间,但由于技术原理上难以解决漂移的问题,在国内也曾遇到了销售困难。每一类触摸屏都有其各自的优缺点,而用户也知道不可能所有的应用场合都是某一类触摸屏最适合。要想挑选最适合的,关键就要了解每一类触摸屏技术的工作原理和特点。

第二章触摸屏的主要类型及其基本原理

从技术原理来区别触摸屏,可分为五个基本种类:矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台。触摸屏红外线价格低廉,但其外框易碎,容易产生光干扰,曲面情况下失真;电容触摸屏设计理论好,但其图象失真问题很难得到根本解决;电阻屏的定位准确,但其价格颇高,且怕刮易损。表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷,清晰抗暴,适于各种场合,缺憾的是触摸屏表面的水滴、尘土会使触摸屏变的迟钝,甚至不工作。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,我们把触摸屏分为四种,它们分别为电阻式、红外线式、电容感应式以及表面声波式,下面就对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍。

第一节电阻式触摸屏

电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层透明的导电层(OTI,氧化铟),上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层OTI,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指接触屏幕,两层OTI导电层出现一个接触点,因其中一面导电层接通Y轴方向的5V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5V相比,即可得触摸点的Y轴坐标,同理得出X轴的坐标,这就是电阻技术触摸屏共同的最基本原理。电阻屏根据引出线数多少,分为四线、五线等多线电阻触摸屏。五线电阻触摸屏的A面是导电玻璃而不是导电涂覆层,导电玻璃的工艺使其的寿命得到极大的提高,并且可以提高透光率。

电阻式触摸屏的OTI涂层比较薄且容易脆断,涂得太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度,OTI外虽多加了一层薄塑料保护层,但依然容易被锐利物件所破坏;且由于经常被触动,表层OTI使用一定时间后会出现细小裂纹,甚至变型,如其中一点的外层OTI受破坏而断裂,便失去作为导电体的作用,触摸屏的寿命并不长久。但电阻式触摸屏不受尘埃、水、污物影响。

图2-1 电阻式触摸屏

这种触摸屏利用压力感应进行控制。它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。当手指按在触摸屏上时,该处两层导电层接触,电阻发生变化,在X和Y两个方向上产生信号,然后送触摸屏控制器。这种触摸屏能在恶劣环境下工作,但手感和透光性较差,适合配带手套和不能用手直接触控的场合。电阻类触摸屏的关键在于材料科技,常用的透明导电涂层材料有:

A、ITO,氧化铟,弱导电体,特性是当厚度降到1800个埃(埃=10-10米)以下时会突然变得透明,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度时又上升到80%。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。

B、镍金涂层,五线电阻触摸屏的外层导电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目的是为了延长使用寿命,但是工艺成本较为高昂。镍金导电层虽然延展性好,但是只能作透明导体,不适合作为电阻触摸屏的工作面,因为它导电率高,而且金属不易做到厚度非常均匀,不宜作电压分布层,只能作为探层。

第二节电容式触摸屏

电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层,再在导体层外加上一块保护玻璃,双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。

电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极,在导电体内形成一个低电压交流电场。用户触摸屏幕时,由于人体电场,手指与导体层间会形成一个耦合电容,四边电极发出的电流会流向触点,而电流强弱与手指到电极的距离成正比,位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱,准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器,更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响,就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍,电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。

图2-2 电容式触摸屏

电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时,触点的电容就会发生变化,使得与之相连的振荡器频率发生变化,通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。由于电容随温度、湿度或接地情况的不同而变化,故其稳定性较差,往往会产生漂移现象。该种触摸屏适用于系统开发的调试阶段。

第三节红外线式触摸屏

该触摸屏由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成,在屏摸屏表面上,形成红外线探测网,任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰,适宜某些恶劣的环境条件。其主要优点是价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器,可以用在各档次的计算机上。此外,由于没有电容充放电过程,响应速度比电容式快,但分辨率较低。

图2-3 红外线式触摸屏

红外线触摸屏原理很简单,只是在显示器上加上光点距架框,无需在屏幕表面加上涂层或接驳控制器。光点距架框的四边排列了红外线发射管及接收管,在屏幕表面形成一个红外线网。用户以手指触摸屏幕某一点,便会挡住经过该位置的横竖两条红外线,计算机便可即时算出触摸点位置。因为红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰,所以适宜某些恶劣的环境条件。其主要优点是价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器,可以用在各档次的计算机上。不过,由于只是在普通屏幕增加了框架,在使用过程中架框四周的红外线发射管及接收管很容易损坏。

第四节表面声波触摸屏

表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。该种触摸屏由触摸屏、声波发生器、反射器和声波接受器组成,其中声波发生器能发送一种高频声波跨越屏幕表面,当手指触及屏幕时,触点上的声波即被阻止,由此确定坐标位置。表面声波触摸屏不受温度、湿度等环境因素影响,分辨率极高,有极好的防刮性,寿命长(5000万次无故障);透光率高(92%),能保持清晰透亮的图像质量;没有漂移,只需安装时一次校正;有第三轴(即压力轴)响应,最适合公共场所使用。表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板,安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃,区别于其它触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器,右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

图2-4 表面声波触摸屏

第三章触摸屏三个基本技术特性

透明性能

触摸屏是由多层的复合薄膜构成,透明性能的好坏直接影响到触摸屏的视觉效果。衡量触摸屏透明性能不仅要从它的视觉效果来衡量,还应该包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度这四个特性。

绝对坐标系统

我们传统的鼠标是一种相对定位系统,只和前一次鼠标的位置坐标有关。而触摸屏则是一种绝对坐标系统,要选哪就直接点哪,与相对定位系统有着本质的区别。绝对坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系,每次触摸的数据通过校准转为屏幕上的坐标,不管在什么情况下,触摸屏这套坐标在同一点的输出数据是稳定的。不过由于技术原理的原因,并不能保证同一点触摸每一次采样数据相同的,不能保证绝对坐标定位,点不准,这就是触摸屏最怕的问题:漂移。对于性能质量好的触摸屏来说,漂移的情况出现的并不是很严重。

检测与定位

各种触摸屏技术都是依靠传感器来工作的,甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。几种常用触摸屏的特性比较表见下列汇总表3-1

表3-1 触摸屏特性比较表

第四章触摸屏的控制实现

现在很多PDA应用中,将触摸屏作为一个输入设备,对触摸屏的控制也有专门的芯片。很显然,触摸屏的控制芯片要完成两件事情:其一,是完成电极电压的切换;其二,是采集接触点处的电压值(即A/D)。

第一节触摸屏控制电路的硬件结构

触摸屏控制电路的硬件结构触摸屏控制电路主要有一下四部分组成:进行数据处理、控制功能的MCU,一个四线电阻式触摸屏和控制芯片ADS7846, 以及显示触摸点坐标的显示部分。

ADS7846是美国TI公司推出的一款四线制电阻式触摸屏控制器,通过机械式触摸,可以迅速得到触摸点位置信号。它是一种典型的带有连续逼近型寄存器的A/D转换器,内部自带2.5V参考电压,一个和微处理器相连的SPI接口,同时具有测量温度、触摸压力和电池电压的功能,有可编程的8位或12位的分辨率。在2.7V电压和125kHz的转换速率下,功耗仅为750uW,在 power down 模式下仅为0.5uW。由于这些优良的性能,在移动设备中有大量的应用。

工作原理:当ADS7846检测到触摸屏被按下时,它就会产生一个中断信号(PENIRQ 为低电平)给MCU,MCU选中ADS7846控制器(CS为低),然后通过串行口DIN向ADS7846发送8位控制字,此后DOUT在DCLK的下降沿得到12位的输出。图4-1为ADS7846的典型连接。

图4-1 ADS7846的典型连接

第二节 Nucleus下ADS7846的驱动设计

Nucleus 是一款优秀的嵌入式实时操作系统(RTOS),具有抢占式和时间片轮转任务调度方式,主要用在时间苛刻的嵌入式应用当中。大约95%的Nucleus用ANSI C 写成,作为一个库加载到应用代码当中。目前手机行业有很多使用Nucleus。

驱动设计的目的是将触摸坐标即时的转换为显示坐标,直接在LCD屏上显示出来,然后经过输入识别软件的处理(例如汉王的识别软件),识别出输入的字符,汉字等。

当触摸屏按下时,会产生一个中断,应当为ADS7846配置一个中断。在Nucleus下,中断分两种,Low level 中断(Lisr)和High level 中断(Hisr),一般的中断服务程序在Hisr当中处理。一个较为复杂的,多任务嵌入式系统当中,中断服务程序(优先级比普通任务的优先级高)不能占用太多的时间,否则可能会导致其他任务不能及时得到响应。例如在触摸屏中断服务程序的处理,在较坏的情况下,触摸屏可能一直被按下去,其Hisr就会占用很多的资源,导致别的任务(例如一个手机应用当中,可能导致接受电话的任务不能处理,而这是不能让人接受的,不能想象当你写短信时不能接受电话的情况,)所以当中断服务程序需要占用CPU较多的处理时间时,一般要在另外激活一个任务,由任务调度机制来处理和系统中其他任务的关系,实践证明,这种处理方法是较好的处理方法。

这里不打算对怎么创建一个Lisr,Hisr和激活一个任务做太多的介绍,详细可以看Nucleus的文档。重点介绍ADS7846的驱动程序的处理和如何将所得数据在LCD上正确显示出来。

ADS7846在计算触摸坐标时有两种方式,single ended模式和difference 模式。Single ended模式利用ADS7846内部参考电压或者外部参考电压,得出的结果是一个电压的AD结果。 Difference 不需要内部或者外部的参考电压,这种模式得出的结果是触摸点在触摸屏位置上的百分比。这种模式可以消除参考电压波动对换算结果的影响。

第五章触摸产品技术展望

无论你是在商场购物,还是在银行存取款,触摸式的自动服务器为你提供了方便快捷的服务,这就是我们所说的触摸屏。可在几年前,这一新东西还非常少见,在业内也没有触摸行业的说法。经过多年来的发展,触摸屏的功能已从原先简单的查询导览发展成为集团业务查询上网于为一体的触摸查询一体机,应用领域也从最初的邮电、商场到遍布各个行业众多领域。

犹如PC从286、386发展到奔腾机一样,触摸屏经历了从低档向高档发展的历程。从红外屏、四线电阻屏到电容屏,现在又发展到表面声波触摸屏、五线电阻触摸屏,性能越来越可靠,技术越来越先进。而且随着各行业应用特点的不同,以前被忽视了的红外线电容屏,经过工艺改造,重新又获得了新生。LCD平板显示技术的发展使得红外屏的优势凸显出来,金融、证券等行业用户对此青睐有嘉。

由于各种技术的触摸屏各具优缺点,而且设计的难度不同,各种屏的使用有了一定的时间先后。以国内应用来说,最先投入使用的是日本公司红外屏,其后是电阻屏、电容屏和声波屏。日本的MINATO公司改进红外屏的光干扰问题,将分辨率提高到977*737,国内生产的红外屏存在的问题是分辨率低,只有64*48。另外前面也提到了,LCD应用的扩大,LCD技术和红外屏技术结合,完全满足了红外屏对平面的要求,使得红外屏重获生机。电阻屏的缺点是透光率差,表面易损。早期台湾PONICS公司等的四线电阻屏易损问题经改进用镀膜来解决,但分辨率低,只有1024*768,使用范围受一定影响。美国ELO公司推出的五线电阻屏在材质上有了大改进,完全采用钢化玻璃为基体,摈弃了四线电阻屏的多层结构,使透光率大大提高,表层防暴性能也有所增强,分辨率达4096*4096,完全适合作IE浏览器等高清晰度的要求。电容屏考虑失真的问题,也采用镀膜技术,一定程度上克服了怕刮易损的缺点。声波屏的优点是明显的,但水滴灰尘的影响问题不解决,使用大受影响,改进的方法是加防尘条,或者在软件方面增加对污物的监控,准确识别出有效的操作和污物之间的区别。

目前国内在触摸技术发展方面主要是应用在整机技术上。1996年,太古公司推出了拥有自主产权的触摸查询一体机KIOSK,成为国内第一家、全球第13家KIOSK制造商。随后触摸产品厂商也纷纷推出了各自的触摸查询一体机,各自拥有造型工艺。

技术的发展也包括应用软件技术的成熟。触摸查询离不开触摸查询软件,太古公司开发出国内第一个触摸浏览软件TouchWeb,这使得国内的触摸行业不再仅仅停留在搬箱子的角色上。而且随着应用软件方面的进步,相继推出了公共信息查询系统和金融、邮政、城市信息港摸信息终端KIOSK应用系统等,也使得触摸产品的应用范围从简单的查询扩大到集查询业务上网于一体,行业范围从公共事业、政府到事业单位、一般企业,

甚至个人的掌上电脑,都是触摸产品的天地。

综观IT信息产品的发展,离不开两个基本要素:市场容量和价格。价格降低会产生一定的量的提升,但如果没有实实在在的市场基础,产品的普及、技术和行业的发展都无从谈起。

触摸产品由于早期给人的印象仅是信息的查询,对行业用户来说只是可有可无的形象工程,必然影响市场容量。目前各触摸厂商们都在改进其产品的功能,加大了业务系统的份量。譬如,银行的KIOSK一体机已经加入了微型打印机、读卡器等设备,功能上吸收了银行的补登存折、转帐等业务,使得系统不在仅仅停留于业务介绍和形象宣传。这一改动显然是有效的,银行系统对这类一体机需求旺盛,连专注于银行业务设备的南天公司都开发出了类似的一体机产品。目前一体机已出现自助售票系统,应用到铁路公路的售票业务,这一进展是否预示着一体机会走上ATM机或者自动售卖机的路子还不明确。由于触摸产品对开放式环境的适应性,商业系统对销售网络及形象宣传的考虑,ATM 和自动售卖机暂时无法替代KIOSK一体机,不过业务型的一体机确定无疑是一种方向。

在价格方面的进步主要来自于触摸屏技术和触摸软件的发展。由于目前各类屏各具优缺点,应用范围、应用规模俱受制约,用户可能只考虑使用的方便及寿命,生产商们却必须不断推陈出新,将更高性能更低价格的产品供应给用户。新的技术产生需要大量的积累,改造原有技术是目前的主流。就象红外屏的新生一样,声波屏的改进已经有了一个可喜景象,由于声波屏能产生对压力的感受,无形中增加了控制手段,对屏功能的扩展十分有利,应用范围因此大大拓展。成熟的软件会使用户享受到两种优点:功能完善和低廉价格。随着产品在各行业应用市场的推进,对行业应用的理解不断强化,系统将越来越合体,而价格由于投入的递减将下降。

触摸行业标准的制订不容忽视,这将有利于规模发展和合理竞争,对价格的优化极有帮助。而各行业用户也需在目前条件下,缩减不必要的特殊要求,降低生产商的研发成本,加强在软件应用体系上的投入力度,使硬件产品化和规模化程度提高,应用系统水平提升,真正达到方便所有人,也方便行业用户的目标。

结束语

触摸屏技术方便了人们对计算机的操作使用,是一种很有发展前途的交互式输入技术。世界各国对此普遍给予重视,并投入大量的人力物力进行研发,新型触摸屏不断涌现。

总之,触摸屏的发展呈现专业化.多媒体化.立体化和大屏幕化等趋势,随着信息社会的发展,人们需要获的各种各样公共信息,以触摸屏技术为交互窗口的公共信息传输系统通过采用先进的计算机技术,应用文字,图像,音乐,解说,动画,录象等多种形式,直观,形象地把各种信息介绍给人们,给人们带来极大的方便。可以预见,随着触摸屏技术的迅速发展,触摸屏的应用领域会越来越广,性能会越来越好。

谢辞

走的最快的总是时间,来不及感叹,大学生活已近尾声,随着本次论文的完成,将要划下完美的句号。

本论文设计在老师的悉心指导和严格要求下业已完成,从课题选择到具体的写作过程,论文初稿与定稿无不凝聚着老师的心血和汗水,在我的毕业设计期间,老师为我提供了种种专业知识上的指导和一些富于创造性的建议老师一丝不苟的作风,严谨求实的态度使我深受感动,没有这样的帮助和关怀和熏陶,我不会这么顺利的完成毕业设计。在此向老师表示深深的感谢和崇高的敬意!

在临近毕业之际,我还要借此机会向给予我诸多教诲和帮助的各位老师表示由衷的谢意,感谢他们的辛勤栽培。不积跬步何以至千里,各位任课老师认真负责,在他们的悉心帮助和支持下,我能够很好的掌握和运用专业知识,并在设计中得以体现,顺利完成毕业论文。

同时,在论文写作过程中,我还参考了有关的书籍和论文,在这里一并向有关的作者表示谢意。

我还要感谢同组的各位同学以及我的各位室友,在毕业设计的这段时间里,你们给了我很多的启发,提出了很多宝贵的意见,对于你们帮助和支持,在此我表示深深地感谢!

参考文献

[1] 郑圣德.触摸屏的类型用途及工艺流程.电子工业出版社.2005

[2] 高冬梅.金融与科技.高等教育出版社2003

[3] 张雪峰.触摸屏技术浅谈.现代物理知识.电子工业出版社2004

[4] 张津红.数字矩阵式触摸屏在仪器中的应用设计.北京清华大学出版社 2004

[5] 梁志刚.用于智能小区的触摸屏控制系统.工业控制计算机. 电子工业出版

社2004

触摸屏的种类及工作原理

触摸屏种类及原理 随着多媒体信息查询的与日俱增,人们越来越多地谈到触摸屏,因为触摸屏不仅适用于中国多媒体信息查询的国情,而且触摸屏具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等许多优点。利用这种技术,我们用户只要用手指轻轻地碰计算机显示屏上的图符或文字就能实现对主机操作,从而使人机交互更为直截了当,这种技术大大方便了那些不懂电脑操作的用户。 触摸屏作为一种最新的电脑输入设备,它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。触摸屏在我国的应用范围非常广阔,主要是公共信息的查询;如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询;城市街头的信息查询;此外应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。将来,触摸屏还要走入家庭。 随着使用电脑作为信息来源的与日俱增,触摸屏以其易于使用、坚固耐用、反应速度快、节省空间等优点,使得系统设计师们越来越多的感到使用触摸屏的确具有具有相当大的优越性。触摸屏出现在中国市场上至今只有短短的几年时间,这个新的多媒体设备还没有为许多人接触和了解,包括一些正打算使用触摸屏的系统设计师,还都把触摸屏当作可有可无的设备,从发达国家触摸屏的普及历程和我国多媒体信息业正处在的阶段来看,这种观念还具有一定的普遍性。事实上,触摸屏是一个使多媒体信息或控制改头换面的设备,它赋予多媒体系统以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。发达国家的系统设计师们和我国率先使用触摸屏的系统设计师们已经清楚的知道,触摸屏对于各种应用领域的电脑已经不再是可有可无的东西,而是必不可少的设备。它极大的简化了计算机的使用,即使是对计算机一无所知的人,也照样能够信手拈来,使计算机展现出更大的魅力。解决了公共信息市场上计算机所无法解决的问题。 随着城市向信息化方向发展和电脑网络在国民生活中的渗透,信息查询都已用触摸屏实现--显示内容可触摸的形式出现。为了帮助大家对触摸屏有一个大概的了解,笔者就在这里提供一些有关触摸屏的相关知识,希望这些内容能对大家有所用处。 一、触摸屏的工作原理 为了操作上的方便,人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时,我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏,然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU,它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。 二、触摸屏的主要类型

触摸屏种类与原理、结构

触摸屏种类与原理、结构 触摸屏的几个概念: 所谓触摸屏,从市场概念来讲,就是一种人人都会使用的计算机输入设备,或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。不用学习,人人都会使用,是触摸屏最大的魔力,这一点无论是键盘还是鼠标,都无法与其相比。人人都会使用,也就标志着计算机应用普及时代的真正到来。这也是我们发展触摸屏,发展KIOSK,发展KIOSK网络,努力形成中国触摸产业的原因。 从技术原理角度来讲,触摸屏是一套透明的绝对定位系统,首先它必须保证是透明的,因此它必须通过材料科技来解决透明问题,像数字化仪、写字板、电梯开关,它们都不是触摸屏;其次它是绝对坐标,手指摸哪就是哪,不需要第二个动作,不像鼠标,是相对定位的一套系统,我们可以注意到,触摸屏软件都不需要光标,有光标反倒影响用户的注意力,因为光标是给相对定位的设备用的,相对定位的设备要移动到一个地方首先要知道现在在何处,往哪个方向去,每时每刻还需要不停的给用户反馈当前的位置才不至于出现偏差。这些对采取绝对坐标定位的触摸屏来说都不需要;再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置,各类触摸屏技术就是围绕“检测手指触摸”而八仙过海各显神通的。 触摸屏的第一个特性: 透明,它直接影响到触摸屏的视觉效果。透明有透明的程度问题,红外线技术触摸屏和表面声波触摸屏只隔了一层纯玻璃,透明可算佼佼者,其它触摸屏这点就要好好推敲一番,“透明”,在触摸屏行业里,只是个非常泛泛的概念,我们知道,很多触摸屏是多层的复合薄膜,仅用透明一点来概括它的视觉效果是不够的,它应该至少包括四个特性:透明度、色彩失真度、反光性和清晰度,还能再分,比如反光程度包括镜面反光程度和衍射反光程度,只不过我们的触摸屏表面衍射反光还没到达CD 盘的程度,对用户而言,这四个度量已经基本够了。今天我尽量不结合具体的触摸屏去“排队”,技术是在前进的,今天也许是声波屏最理想,明天也许又是另一种,我们通过触摸屏的技术本质引申出一些触摸屏的概念,目的是让用户自己学会思考、学会判断,选购适用的触摸屏。 先说透明度和色彩失真度,首先提醒大家,我们看到的彩色世界包含了可见光波段中的各种波长色,在没有完全解决透明材料科技之前,或者说还没有低成本的很好解决透明材料科技之前,多层复合薄膜的触摸屏在各波长下的透光性还不能达到理想的一致状态,下面是一个示意图:

触摸屏结构原理

触摸屏种类与原理、结构 一、 触摸屏的几个概念: 所谓触摸屏,从市场概念来讲,就是一种人人都会使用的计算机输入设备,或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。不用学习,人人都会使用,是触摸屏最大的魔力,这一点无论是键盘还是鼠标,都无法与其相比。人人都会使用,也就标志着计算机应用普及时代的真正到来。这也是我们发展触摸屏,发展KIOSK,发展KIOSK网络,努力形成中国触摸产业的原因。 从技术原理角度来讲,触摸屏是一套透明的绝对定位系统,首先它必须保证是透明的,因此它必须通过材料科技来解决透明问题,像数字化仪、写字板、电梯开关,它们都不是触摸屏;其次它是绝对坐标,手指摸哪就是哪,不需要第二个动作,不像鼠标,是相对定位的一套系统,我们可以注意到,触摸屏软件都不需要光标,有光标反倒影响用户的注意力,因为光标是给相对定位的设备用的,相对定位的设备要移动到一个地方首先要知道现在在何处,往哪个方向去,每时每刻还需要不停的给用户反馈当前的位置才不至于出现偏差。这些对采取绝对坐标定位的触摸屏来说都不需要;再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置,各类触摸屏技术就是围绕“检测手指触摸”而八仙过海各显神通的。 二、 触摸屏分类 (一)红外线式触摸屏

红外线式触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框,电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管,一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时,手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线,因而可以判断出触摸点在屏幕的位置。任何触摸物体都可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰,适宜某些恶劣的环境条件。其主要优点是价格低廉、安装方便、不需要卡或其它任何控制器,可以在各档次的计算机上应用。 (二)电阻式触摸屏 电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,在强化玻璃表面分别涂上两层OTI透明氧化金属导电层。利用压力感应进行控制。当手指触摸屏幕时。两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化。在X和Y两个方向上产生信号,然后传送到触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。电阻式触摸屏不怕尘埃、水及污垢影响,能在恶劣环境下工作。但由于复合薄膜的外层采用塑胶材料,抗爆性较差,使用寿命受到一定影响。 (三)表面声波式触摸屏 表素影响,分辨率极高,有极好的防刮性,寿命长,透光率高,能保持清晰透亮的图像质量,最适合公共场所使用。但尘埃、水及污垢会严重影响其性能,需要经常维护,保持屏面的光洁。

触摸屏系统系统架构和原理教学内容

触摸屏系统 架 构 和 原 理

目录 一、系统开发理念 0 二、系统开发功能描述 0 2.1 触控查询 0 2.2用户角色管理 0 2.3局域网共享 (1) 2.4 管理控制台的页面内容本地更新 (1) 三、系统功能特点列表 (1) 四、系统开发原理 (2) 五、系统运行环境需求 (3)

一、系统开发理念 系统采用B/S结构实现,通过专用浏览器进行信息的浏览查询与交互。系统将采用先进的多媒体技术,采用直观生动图文并茂的方式,给用户提供最优质最便捷的服务。 本系统是一个用于公共信息、公告等内容的发布和触摸查询显示的系统,系统具有声音、图像、文字等表现方式。后台管理主程序、数据库查询部分部分采用C#语言进行开发,前台动画的实现采用PhotoShop、Dreamweaver等多媒体处理技术。 多媒体查询服务终端采用自助服务(Self-service)方式。可透过Ethernet 网络与后端各式内容服务器连结,支持多种通信协议,透过模块化的应用程序开发,可使自助服务的应用程序可以达成高度的便利性。 二、系统开发功能描述 2.1 触控查询 通过触摸屏对公开信息进行查询阅读。 2.2用户角色管理 系统设置高级管理员,拥有系统最高权限,包括:用户管理、角色管理、权限管理。高级管理员可分配管理用户,新用户由高级管理员授权后方可登录系统,并可以在登录系统后更改用户密码,用户可以根据需要增加多个高级管理员;高级管理员可以增加下级管理员,并可根据管理需要设置多级管理员;可以新增、删除各级管理员,修改管理权限密码等,并可以进行角色的授权设置。 各用户根据高级管理员分配的权限,可进行后台查看、发布、编辑信息等操作。可任意编辑图文内容,插入多幅图片、FLASH、媒体,图文混排,还具上传内容源码查看功能,对于少量修改,可使用在线网页编辑器修改。修改制作版面,使用网页制作软件进行编辑。

触摸屏工作原理

0 引言 随着信息技术的飞速发展,人们对电子产品智能化、便捷化、人性化要求也不断提高,触摸屏作为一种人性化的输入输出设备,在我国的应用范围非常广阔,是极富吸引力的多媒体交互没备。目前,触摸屏的需求动力主要来自于消费电子产品,如手机、PDA、便携导航设备等。随着触摸屏技术的不断发展,它在其他电子产品中的应用也会得到不断延伸。现在市面上已有的触摸屏控制器普遍价格比较高且性能相对比较固定,一些场合下无法满足用户的实际需求。本文基于上述考虑,根据电阻式触摸屏的工作原理,选用51系列单片机作为控制核心,设计一种实用且低成本的触摸屏控制系统。 1 触摸屏的工作原理 触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器件组成(如图1所示);触摸检测部件用于检测用户触摸位置,接收后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息送给控制器,它同时能接收控制器发来的命令并加以执行。

触摸屏的主要3大种类是:电阻技术触摸屏、表面声波技术触摸屏、电容技术触摸屏。其中,电阻式触摸屏凭借低廉的价格以及对于手指及输入笔触摸的良好响应性,涵盖了100多家触摸屏元件制造商中的2/3,成为过去5年中销售量最高的触摸屏产品。在这里根据要设计应用的触摸屏控制器,重点介绍一下四线电阻式触摸屏。 电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面相匹配的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层透明的导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层透明导电层,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。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5 V均匀电压场,使得侦测层的电压由零变为非零,这种接通状态被控制器侦测到后,进行A/D转换,并将得到的电压值与5 V相比即可得到触摸点的Y轴坐标,同理得出X轴的坐标,这就是四线电阻式触摸屏基本原理,其原理如图2所示。 2 触摸屏控制系统硬件设计 根据四线电阻式触摸屏的工作原理可以看出,在硬件设计上的主要工作就在于将触摸点所在的X轴及Y轴坐标通过控制驱动模块加以精确识别。 2.1 总体结构设计 触摸屏控制器的设计关键在于对驱动模块的控制,本文采用AT89C2051作为驱动电路的控制核心,通过ADS7843模块接收触摸屏上得到的信号并控制驱动电

喷码机触摸屏的工作原理与应用

喷码机触摸屏的工作原理与应用 一、触摸屏的工作原理为了操作上的方便,人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时,我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏,然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU,它同时能接收CPU 发来的命令并加以执行。二、触摸屏的主要类型从技术原理来区别触摸屏,可分为五个基本种类:矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台。触摸屏红外屏价格低廉,但其外框易碎,容易产生光干扰,曲面情况下失真;电容屏设计理论好,但其图象失真问题很难得到根本解决;电阻屏的定位准确,但其价格颇高,且怕刮易损。表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷,清晰抗暴,适于各种场合,缺憾是屏表面的水滴、尘土会使触摸屏变的迟钝,甚至不工作。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,我们把触摸屏分为四种,它们分别为电阻式、红外线式、电容感应式以及表面声波式,下面笔者就对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍: 1、电阻式触摸屏电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层透明的导电层(OTI,氧化铟),上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层OTI,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指接触屏幕,两层OTI 导电层出现一个接触点,因其中一面导电层接通Y轴方向的5V 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5V 相比,即可得触摸点的Y 轴坐标,同理得出X 轴的坐标,这就是电阻技术触摸屏共同的最基本原理。电阻屏根据引出线数多少,分为四线、五线等多线电阻触摸屏。五线电阻触摸屏的A面是导电玻璃而不是导电涂覆层,导电玻璃的工艺使其的寿命得到极大的提高,并且可以提高透光率。 电阻式触摸屏的OTI 涂层比较薄且容易脆断,涂得太厚又会降低透光且形成内反射降低清晰度,OTI 外虽多加了一层薄塑料保护层,但依然容易被锐利物件所破坏;且由于经常被触动,表层OTI 使用一定时间后会出现细小裂纹,甚至变型,如其中一点的外层OTI 受破坏而断裂,便失去作为导电体的作用,触摸屏的寿命并不长久。但电阻式触摸屏不受尘埃、水、污物影响。这种触摸屏利用压力感应进行控制。它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。当手指按在触摸屏上时,该处两层导电层接触,电阻发生变化,在X 和Y 两个方向上产生信号,然后送触摸屏控制器。这种触摸屏能在恶劣环境下工作,但手感和透光性较差,适合配带手套和不能用手直接触控的场合。电阻类触摸屏的关键在于材料科技,常用的透明导电涂层材料有:A、ITO,氧化铟,弱导电体,特性是当厚度降到1800 个(埃=10-10 米)以下时会突然变得透明,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300 埃厚度时又上升到80%。ITO 是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO 涂层。B、镍金涂层,五线电阻触摸屏的外层导电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目的是为了延长使用寿命,但是工艺成本较为高昂。镍金导电层虽然延展性好,但是只能作透明导体,不适合作为电阻触摸屏的工作面,因为它导电率高,而且金属不易做到厚度非常均匀,不宜作电压分布层,只能作为探层。 2、电容式触摸屏电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层,再在导体层外加上一块保护玻璃,双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。电容式触摸屏在

触摸屏的原理与应用

触摸屏的原理与应用触摸屏又称为“触控屏”、“触控面板”,是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。 触摸屏原理:主要由其二大特性决定。第一:绝对坐标系统,第二:传感器。 首先先来区别下,鼠标与触摸屏的工作原理有何区别?借此来认识绝对坐标系统和相对坐标系统的区别。 鼠标的工作原理是通过检测鼠标器的位移,将位移信号转换为电脉冲信号,再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的鼠标箭头的移动,属于相对坐标定位系统。而绝对坐标系统要选哪就直接点那,与鼠标这类相对定位系统的本质区别是一次到位的直观性。绝对坐标系的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系,触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统,每次触摸的数据通过校准数据转为屏幕上的坐标。 第二:定位传感器 检测触摸并定位,各种触摸屏技术都是依靠各自的传感器来工作的,甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠 性、稳定性和寿命。 通过以上两个特性,触摸屏工作时,首先用手指或其它物体触摸安装

在显示器前端的触摸屏,然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置(即绝对坐标系统)来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器(即传感器);而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。触摸屏传感器技术从触摸屏传感器技术原理来划分:有可分为五个基本种类:矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。 其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台;红外线技术触摸屏价格低廉,但其外框易碎,容易产生光干扰,曲面情况下失真;电容技术触摸屏设计构思合理,但其图像失真问题很难得到根本解决;电阻技术触摸屏的定位准确,但其价格颇高,且怕刮易损;表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷,清晰不容易被损坏,适于各种场合,缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝,甚至不工作。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,把触摸屏分为四种,它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点,要了解哪种触摸屏适用于哪种场合,关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。 下面对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍一下: 1、表面声波屏 声波屏的三个角分别粘贴着X,Y 方向的发射和接收声波的换能器(换

表面声波式触摸屏原理

表面声波式触摸屏原理--- 表面声波触摸屏的触摸屏部分可以是一块平面、球面或是柱面的玻璃平板,安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示器屏幕的前面。这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃,区别于别类触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层。玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器,右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。 工作原理以右下角的X-轴发射换能器为例: 发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递,然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递,声波能量经过屏体表面,再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器,接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。 当发射换能器发射一个窄脉冲后,声波能量历经不同途径到达接收换能器,走最右边的最早到达,走最左边的最晚到达,早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号,不难看出,接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量,它们在Y轴走过的路程是相同的,但在X轴上,最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置,也就是X轴坐标。 发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候,接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时,X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收,反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。 接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口,计算缺口位置即得触摸坐标控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外,表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标,也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。三轴一旦确定,控制器就把它们传给主机。 ---表面声波触摸屏特点--- 表面声波触摸屏第一大特点就是抗暴,因为表面声波触摸屏的工作面是一层看不见、打不坏的声波能量,触摸屏的基层玻璃没有任何夹层和结构应力(表面声波触摸屏可以发展到直接做在CRT表面从而没有任何“屏幕”),因此非常抗暴力使用,适合公共场所。 表面声波第二大特点就是清晰美观,因为结构少,只有一层普通玻璃,透光率和清晰度都比电容电阻触摸屏好得多。反应速度快,是所有触摸屏中反应速度最快的,使用时感觉很顺畅。 表面声波第四大特点是性能稳定,因为表面声波技术原理稳定,而表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置,所以表面声波触摸屏非常稳定,精度也非常高,目前表面声波技术触摸屏的精度通常是4096×4096×256级力度。 表面声波触摸屏的缺点是触摸屏表面的灰尘和水滴也阻挡表面声波的传递,虽然聪明的控制卡能分辨出来,但尘土积累到一定程度,信号也就衰减得非常厉害,此时表面声波触摸屏变得迟钝甚至不工作,因此,表面声波触摸屏一方面推出防尘型触摸屏,一方面建议别忘了每年定期清洁触摸屏。 表面声波触摸屏能聪明的知道什么是尘土和水滴,什么是手指,有多少在触摸。因为:我们的手指触摸在4096×4096×256级力度的精度下,每秒48次的触摸数据不可能是纹丝不变的,而尘土或水滴就一点都不变,控制器发现一个“触摸”出现后纹丝不变超过三秒钟即自动识别为干扰物。 表面声波触摸屏还具有第三轴Z轴,也就是压力轴响应,这是因为用户触摸屏幕的力量越大,接收信号波形上的衰减缺口也就越宽越深。目在所有触摸屏中只有声波触摸屏具有能感知触摸压力这个性能,有了这个功能,每个触摸点就不仅仅是有触摸和无触摸的两个

触摸屏的工作原理及常见问题解析

一、什么是触摸屏 所谓触摸屏,从市场概念来讲,就是一种人人都会使用的计算机输入设备,或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。不用学习,人人都会使用,是触摸屏最大的魔力,这一点无论是键盘还是鼠标,都无法与其相比。 从技术原理角度讲,触摸屏是一套透明的绝对寻址系统,首先它必须保证是透明的,因此它必须通过材料科技来解决透明问题,像数字化仪、写字板、电梯开关,它们都不是触摸屏;其次它是绝对坐标,手指摸哪就是哪,不需要第二个动作,不像鼠标,是相对定位的一套系统,我们可以注意到,触摸屏软件都不需要游标,有游标反倒影响用户的注意力,因为游标是给相对定位的设备用的,相对定位的设备要移动到一个地方首先要知道现在在何处,往哪个方向去,每时每刻还需要不停的给用户反馈当前的位置才不致于出现偏差。这些对采取绝对坐标定位的触摸屏来说都不需要;再其次就是能检测手指的触摸动作并且判断手指位置,各类触摸屏技术就是围绕“检测手指触摸”而八仙过海各显神通的。 二、触摸屏的工作原理 触摸屏做为一种特殊的计算机外设,它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。它赋予了多媒体以崭新的面貌,是极富吸引力的全新多媒体交互设备。触摸屏在我国的应用范围非常广阔,主要是公共信息的查询;如电信局、税务局、银行、电力等部门的业务查询;城市街头的信息查询;此外应用于领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。尤其是公共场合信息查询服务,它的使用与推广大大方便了人们查阅和获取各种信息。可你对触摸屏了解多少呢? 触摸屏的基本原理是,用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时,所触摸的位置(以坐标形式)由触摸屏控制器检测,并通过接口(如RS-232串行口)送到CPU,从而确定输入的信息。

触摸工作原理

电容触摸感应MCU工作原理与基本特征 现在的电子产品中,触摸感应技术日益受到更多关注和应用,并不断有新的技术和IC 面世。与此同时,高灵敏度的电容触摸技术也在快速地发展起来,其主要应用在电容触摸屏和电容触摸按键,但由于电容会受温度、湿度或接地情况的不同而变化,故稳定性较差,因而要求IC的抗噪性能要好,这样才能保证稳定正确的触摸感应。 针对市场的需求,来自美国的高效能模拟与混合信号IC创新厂商Silicon Laboratories (简称:Silicon Labs)公司特别推出了C8051F7XX和C8051F8XX系列的MCU(单片机),专门针对电容触摸感应而设计,在抗噪性能和运算速度上表现的非常突出。 一、Silicon Labs公司的电容触摸系列MCU 目前Silicon Labs公司推出的C8051F7xx和C8051F8xx等电容触摸系列MCU,以高信噪比高速度的特点在业界表现尤为出色。同时,灵活的I/O配置,给设计带来更多的方便。另外,由于该系列MCU内部集成了特殊的电容数字转换器(CDC),所以能够进行高精度的电容数字转换实现电容触摸功能。 CDC的具体工作原理: 如图1所示,IREF是一个内部参考电流源,CREF是内部集成的充电电容,ISENSOR 属于内部集成的受控电流源,CSENSOR为外部电容传感器的充电电容,由于人体的触摸引起CSENSOR的变化,通过内部调整过的ISENSOR对CSENSOR进行瞬间的充电,在CSENSOR上产生一个电压VSENSOR,然后相对内部参考电压经过一个共模差分放大器进行放大;同理IC内部的IREF对CREF充电后也产生一个参考电压并相对同样的VREF 经过差分放大,最后将2个放大后的信号通过SAR(逐次逼近模数转换器)式的ADC采样算出ISENSOR的值。 图1 Silicon Labs SAR式的ADC采样可选择12-16位的分辨率,如图2所示,采用16位的分辨率进行逐位比较采样:首先从确定最高位第16位(IREF=0x8000)开始,最高位的

四大触摸屏技术工作原理及特点分析

四大触摸屏技术工作原理及特点分析 为了操作上的方便,人们用触摸屏来代替鼠标或键盘。工作时,我们必须首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏,然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器;而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU,它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。 触摸屏的主要类型 按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,我们把触摸屏分为四种,它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声波式。每一类触摸屏都有其各自的优缺点, 要了解那种触摸屏适用于那种场合,关键就在于要懂得每一类触摸屏技术的工作原理和特点。下面对上述的各种类型的触摸屏进行简要介绍一下: 1. 电阻式触摸屏 电阻式触摸屏的工作原理这种触摸屏利用压力感应进行控制。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏,这是一种多层的复合薄膜,它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层,表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、它的内表面也涂有一层涂层、在他们之间有许多细小的(小于1/1000 英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。当手指触摸屏幕时,两层导电层在触摸点位置就有了接触,电阻发生变化,在X 和Y 两个方向上产生信号,然后送触摸屏控制器。控制器侦测到这一接触并计算出(X,Y)的位置,再根据模拟鼠标的方式运作。这就是电阻技术触摸屏的最基本的原理。电阻类触摸屏的关键在于材料科技,常用的透明导电涂层材料有:(1)ITO,氧化铟,弱导电体,特性是当厚度降到1800 个埃(埃=10-10米)以下时会突然变得透明,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300 埃厚度时又上升到80%。ITO 是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,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导电层使用的是延展性好的镍金涂层材料,

屏幕和触屏手套的工作原理

12月的帝都,凉风刺骨,小伙伴们有没有感受到丝丝的寒意呢?是不是已经穿秋裤、带手套了呢?手套呢,最重要的就是暖和,你冷不冷啊,我给你买一副啊!此时此刻,突然女友(含老婆)来了电话,左划划,右划划,此处省略1万字……那边都挂了,这还没划开,很抓狂啊,有木有!!!回家要跪遥控器啊,有木有!!! 咦??对面的MM怎么带着手套还能聊微信,旁边的屌丝怎么带着手套还能聊陌陌呢?凭什么TA的手套就能玩手机? 小叭带你见证奇迹,下图是真相!!! 坑爹啊!不带这么糊弄人的!好啦,以上只是玩笑啦,下面切入正题: 咱们使用的手机大多采用电容式触屏技术,一般手套无法滑动,触屏手套的诞生恰恰解决了这一历史难题!! 想了解触屏手套是如何工作的,需要先要了解电容屏的工作原理:电容式触摸屏技术基

于人体的电流感应,而电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO(不懂化学的,就把它当作化学物A吧),最外层是一薄层矽土玻璃保护层,这个ITO涂层就是工作面,四个角上引出四个电极,内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。 当触摸电容屏时,由于人体电场,手指和工作面形成一个耦合电容,因为工作面上接有高频信号,于是手指吸收走一个很小的电流,这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出,且理论上流经四个电极的电流与手指头到四角的距离成比例,控制器通过对四个电流比例的精密计算,得出位置。说白了,就是通过电流感应使电容屏工作。 戴上厚厚的保暖手套后,绝缘材料做成的手套使手指与ITO涂层之间的距离隔得太远,无法形成有效电容,所以小叭才接不到电话,以至于回家跪遥控器的。触屏手套在手指的部位使用了导电纤维(通常是含有金属的纤维,例如镀有银涂层的尼龙线)织成的织物,使得指尖依然能通过导电纤维与ITO涂层之间耦合形成电容,将人体上的电荷传递到触摸屏上。怪不得对面的MM操作无压力,原来她带的是触屏手套。

触摸屏原理及应用实例

触摸屏原理及应用实例 一、触摸屏的结构及工作原理 触摸屏从工作原理上可以分为电阻式、电容式、红外线式、矢量压力传感器式等,以四线电阻式触摸屏为例。 1、触摸屏的结构 典型触摸屏的工作部分一般由三部分组成,如下图所示:两层透明的阻性导体层、两层导体之间的隔离层、电极。阻性导体层选用阻性材料,如铟锡氧化物(ITO)涂在衬底上构成,上层衬底用塑料,下层衬底用玻璃。隔离层为粘性绝缘液体材料,如聚脂薄膜。电极选用导电性能极好的材料(如银粉墨)构成,其导电性能大约为ITO(一种N型氧化物半导体氧化铟锡,ITO薄膜即铟锡氧化物半导体透明导电膜,通常有两个重要的性能指标:电阻率和光透过率)的1000倍。 触摸屏结构触摸屏工作时,上下导体层相当于电阻网络,如下图所示。 2、触摸屏的测量过程工作原理

电阻式触摸屏有四线和五线两种,四线最具有代表性。 在外ITO 层的上、下两边各渡一个狭长电极,引出端为Y +、Y -,在内IT0层的左、右两边分别渡上狭长电极,引出端为X +、X -。为了获得触摸点在X 方向的位置信号,在内IT0层的两电极X +,X -上别加REF V ,0 V 电压,使内IT0层上形成了从了从0-REF V 的电压梯度,触摸点至X -端的电压为该两端电阻对REF V 的分压,分压值代表了触摸点在X 方向的位置,然后将外lT0层的一个电极(如Y -)端悬空,可从另一电极(Y +)取出这一分压,将该分压进行A/D 转换,并与REF V 进行比较,便可得到触摸点的X 坐标。 为了获得触摸点在y 方向的位置信号,需要在外ITO 层的两电极Y +,Y -上分别加REF V ,0 V 电压,将内lT0层的一个电极(X -)悬空,从另一电极上取出触摸点在y 方向的分压。 四线电阻触摸屏测量原理 测量电压与测量点关系等效电路 测量触摸点P处测量结果计算如下:212CC y V V R R R = ?+4 34 CC x V V R R R =?+

触摸屏的工作原理

触摸屏的工作原理 触摸屏可分为:表面声波屏、电阻压力屏、电容感应屏、红外屏。 表面声波屏工作原理: 表面声波触摸屏的触摸屏是一块平面玻璃平板,这块玻璃平板只是一块纯粹的强化玻璃,区别于别类触摸屏技术是没有任何贴膜和覆盖层。 玻璃屏的左上角和右下角各固定了竖直和水平方向的超声波发射换能器,右上角则固定了两个相应的超声波接收换能器。玻璃屏的四个周边则刻有45°角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。见下图。 以右下角的X-轴发射换能器为例: 发射换能器把控制器通过触摸屏电缆送来的电信号转化为声波能量向左方表面传递,然后由玻璃板下边的一组精密反射条纹把声波能量反射成向上的均匀面传递,声波能量经过屏体表面,再由上边的反射条纹聚成向右的线传播给X-轴的接收换能器,接收换能器将返回的表面声波能量变为电信号。 当发射换能器发射一个窄脉冲后,声波能量历经不同途径到达接收换能器,走最右边的最早到达,走最左边的最晚到达,早到达的和晚到达的这些声波能量叠加成一个较宽的波形信号,不难看出,接收信号集合了所有在X轴方向历经长短不同路径回归的声波能量,它们在Y轴走过的路程是相同的,但在X轴上,

最远的比最近的多走了两倍X轴最大距离。因此这个波形信号的时间轴反映各原始波形叠加前的位置,也就是X轴坐标。 发射信号与接收信号波形在没有触摸的时候,接收信号的波形与参照波形完全一样。当手指或其它能够吸收或阻挡声波能量的物体触摸屏幕时,X轴途经手指部位向上走的声波能量被部分吸收,反应在接收波形上即某一时刻位置上波形有一个衰减缺口。 接收波形对应手指挡住部位信号衰减了一个缺口,计算缺口位置即得触摸坐标控制器分析到接收信号的衰减并由缺口的位置判定X坐标。之后Y轴同样的过程判定出触摸点的Y坐标。除了一般触摸屏都能响应的X、Y坐标外,表面声波触摸屏还响应第三轴Z轴坐标,也就是能感知用户触摸压力大小值。其原理是由接收信号衰减处的衰减量计算得到。 三轴一旦确定,控制器就把它们传给主机。 电阻压力屏的工作原理: 电阻压力屏其结构由下线路(玻璃或薄膜材料)导电ITO层和上线路(薄膜材

触摸屏的原理与应用

触摸屏的原理与应用 触摸屏又称为“触控屏”、“触控面板”,是一种可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置,当接触了屏幕上的图形按钮时,屏幕上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置,可用以取代机械式的按钮面板,并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。 触摸屏原理:主要由其二大特性决定。第一:绝对坐标系统,第二:传感器。 首先先来区别下,鼠标与触摸屏的工作原理有何区别?借此来认识绝对坐标系统和相对坐标系统的区别。 鼠标的工作原理是通过检测鼠标器的位移,将位移信号转换为电脉冲信号,再通过程序的处理和转换来控制屏幕上的鼠标箭头的移动,属于相对坐标定位系统。而绝对坐标系统要选哪就直接点那,与鼠标这类相对定位系统的本质区别是一次到位的直观性。绝对坐标系的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系,触摸屏在物理上是一套独立的坐标定位系统,每次触摸的数据通过校准数据转为屏幕上的坐标。 第二:定位传感器 检测触摸并定位,各种触摸屏技术都是依靠各自的传感器来工作的,甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠

性、稳定性和寿命。 通过以上两个特性,触摸屏工作时,首先用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏,然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置(即绝对坐标系统)来定位选择信息输入。触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成;触摸检测部件安装在显示器屏幕前面,用于检测用户触摸位置,接受后送触摸屏控制器(即传感器);而触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息,并将它转换成触点坐标,再送给CPU,它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。触摸屏传感器技术 从触摸屏传感器技术原理来划分:有可分为五个基本种类:矢量压力传感技术触摸屏、电阻技术触摸屏、电容技术触摸屏、红外线技术触摸屏、表面声波技术触摸屏。 其中矢量压力传感技术触摸屏已退出历史舞台;红外线技术触摸屏价格低廉,但其外框易碎,容易产生光干扰,曲面情况下失真;电容技术触摸屏设计构思合理,但其图像失真问题很难得到根本解决;电阻技术触摸屏的定位准确,但其价格颇高,且怕刮易损;表面声波触摸屏解决了以往触摸屏的各种缺陷,清晰不容易被损坏,适于各种场合,缺点是屏幕表面如果有水滴和尘土会使触摸屏变的迟钝,甚至不工作。按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质,把触摸屏分为四种,它们分别为电阻式、电容感应式、红外线式以及表面声

电阻式触摸屏种类介绍归纳

电阻式触摸屏种类介绍归纳 一、 电阻式触摸屏的工作原理: 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 (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。 二、 电阻式触摸屏的种类: 电阻式触摸屏的基本结构和驱动原理.pdf 三、 各种类电阻式触摸屏的基本结构: 1.四线电阻式触摸屏 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 四线触摸屏 五线触摸屏 六线触摸屏 七线触摸屏 八线触摸屏

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 2. 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+ sense,Y- sense,Y+ sense,这样一共八条线。

触摸屏在S3C2410上的应用实例

触摸屏在S3C2410上的应用实例 [日期:2005-2-27] 来源:单片机及嵌入式系统应用作者:国防科技大学宋 成孙广富 [字体:大中小] 摘要:给出S3C2410上触摸屏的实现原理、硬件结构和软件程序;对软件进行优化,改进软件滤波的实现方法。其算法使用C语言实现,可移植到任何操作系统的触摸屏驱动程序中。 关键词:触摸屏S3C2410 滤波 引言 随着个人数字助理(PDA)、瘦容户机等的普及,触摸屏作为终端与用户交互的媒介,在我们的生活中使用得越来普遍。触摸屏分为电阻式、电容式、声表面波式和红外线扫描式等类型,使用得最多的是4线电阻式触摸屏。 本文以三星公司ARM9内核芯片S3C2410触摸屏接口为基础,通过外接4线电阻式触摸屏构成硬件基础。在此基础上,开发了触摸屏面图板程序。 1 触摸屏原理 S3C2410接4线电阻式触摸屏的电路原理如图1所示。整个触摸屏由模向电阻比和纵向电阻线组成,由nYPON、YMON、nXPON、XMON四个控制信号控制4个MOS管(S1、S2、S3、S4)的通断。S3C2410有8个模拟输入通道。其中,通道7作为触摸屏接口的X坐标输入(图1的AIN[7]),通道5作为触摸屏接口的Y坐标输入(图1的AIN[5])。电路如图2所示。在接入S3C2410触摸屏接口前,它们都通过一个阻容式低通滤器滤除坐标信号噪声。这里的滤波十分重要,如果传递给S3C2410模拟输入接口的信号中干扰过大,不利于后续的软件处理。在采样过程中,软件只用给特殊寄存器置位,S3C2410的触摸屏控制器就会自动控制触摸屏接口打开或关闭各MOS管,按顺序完成X坐标点采集和Y坐标点采集。

触摸屏技术原理及分类

触摸屏技术原理及分类 触摸技术已经广泛应用于智能手机、平板等消费电子产品。本文通过对触摸屏技术的原理及分类进行讲解,希望能对读者有所帮助。 触摸屏技术触摸屏技术是一种新型的人机交互输入方式,与传统的键盘和鼠标输入方式相比,触摸屏输入更直观。配合识别软件,触摸屏还可以实现手写输入。 触摸屏技术的分类根据屏幕表面定位原理不同,可以把触摸屏技术分声学脉冲识别(APR)技术,表面声波(SAW)技术电容式触摸屏技术和电阻式触摸屏技术红外/光学式技术两类。 声学脉冲识别(APR)技术APR由一个玻璃显示器涂层或其他坚硬的基板组成,背面安装了4个压电传感器。该传感器安装在可见区域的两个对角上,通过一根弯曲的电缆连接到控制卡。用户触摸屏幕时,手指或者触笔和玻璃之间的拖动发生了碰撞或摩擦,于是就产生了声波。波辐射离开接触点传向传感器,按声波的比例产生电信号。在控制卡中放大这些信号,然后转换为数字数据流。比较数据与事先存储的声音列表来确定触摸的位置。APR设计成能够消除环境的影响和外部的声音,因为这些因素与存储的声音列表不匹配。表面声波(SAW)技术SAW触摸屏是由一个针对X和Y轴的有发送和接收的压电传感器的玻璃涂层。该控制器发送电信号至发射传感器,并在玻璃的表面内将信号转换成超声波。通过反射器阵列,这些波覆盖整个触摸屏。对面的反射器收集和控制这些波至接收传感器,将他们转换成电信号。对每个轴重复这个过程。用户触摸时吸收了传播的波的一部分。接收到的对应X和Y坐标的信号与存储的数字分布图相比较,从而识别变化并计算出坐标。触摸屏原理电阻式触摸屏技术电阻屏是利用触摸屏表面随着所受压力的变化,产生屏幕凹凸变形而引起的电阻变化实现精确定位的触摸屏技术。电阻屏性能具备以下特点:①它们都是一种对外界完全隔离的工作环境,不怕灰尘、水汽和油污②可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画,这是它们比较大的优势③电阻触摸屏的精度只取决于A/D转换的精度,因此都能轻松达到4096*4096按照实现原理不同,电阻式触摸屏分为四线和五线两类。表面声波(SAW)式SAW触摸屏是由一个针对X和Y轴的有发送和接收的压电传感器的

触摸屏种类及说明

触摸屏种类及说明 触摸屏是一种可以根据显示屏表面接触(手指、笔)、依靠电脑识别其触摸的位置,做出相应的反映的一种电子设备.目前市面上的触摸屏大致可以分为电容式触摸屏,四线电阻式触摸屏,五线电阻式触摸屏,表面声波触摸屏、红外线式触摸屏及光学触摸屏五种类型。 电容屏 电容技术的触摸屏是一块四层复合玻璃屏,如下图所示。玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO导电层,最外层是只有0.0015毫米厚的矽土玻璃保护层。内层ITO作为屏蔽层,以保证良好的工作环境,夹层ITO涂层作为检测定位的工作层,在四个角或四条边上引出四个电极。 容屏基本工作原理的最初想法是:人是假象的接地物(零电势体),给工作面通上一个很低的电压,当用户触摸屏幕时,手指头吸收走一个很小的电流,这个电流分从触摸屏四个角或四条边上的电极中流出,并且理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例,控制器通过对这四个电流比例的精密计算,得出触摸点的位置。 这个想法本来是很好的。但是,按照这种思路进行下去,却碰到了难以逾越的障碍:目前的透明导电材料

ITO——氧化金属非常脆弱,触摸几下就会损坏,还不能直接用来作工作层。材料的问题一时还难以解决,只好委曲求全:在外部增加一层非常薄的坚硬玻璃。 这层玻璃显然是不导电的,直流导电是不行了,改用高频交流信号,靠人的手指头(隔着薄玻璃)与工作面形成的耦合电容来吸走一个交流电流,这就是电容屏“电容”名字的由来:靠耦合电容来工作。 问题解决了,但代价是很大的:首先是“漂移”,因为耦合电容的方式是不稳定的,它直接受温度、湿度、手指湿润程度、人体体重、地面干燥程度影响,受外界大面积物体的干扰也非常大,带来了不稳定的结果,这些都直接违背了作为触摸屏这种绝对坐标系统的基本要求,不可避免的要产生漂移,有的电容触摸屏欲求通过25点校准法甚至96点校准法来解决漂移问题,其实是不可能的,漂移是电容工作的这种方式决定的,即使是在控制器的单片机程序上利用动态计算和经验值查表,也只能是治标不治本。多点校准法最早是大屏幕投影触摸板使用的方法,目的是消除坐标对应的线性失真,电容触摸屏的线性失真也非常厉害,主要是因为电容屏的计算建立在四个电流量与触摸点到四电极的距离成比例的理想状态上,实际由于受环境电容、线路寄生电容和不同人使用的影响,这种比例关系不可能是完全线性的,多点校准法只能解决局域分配的线性问题,解决不了整体的漂移。 电容方式的另一个代价是:最外这层极薄的玻璃,正常情况下防刮擦性能非常好,但工艺上要求在真空下制造,因为它害怕氢,哪怕有一点氢也会结合成易脆碎的玻璃,使用中轻轻一敲就成个小破洞,这对电容触摸屏来说是要命的:破洞周围直径5cm大小的区域不能使用。实际的真空是不可能有的,这层极薄的玻璃有5%的概率碰上有破洞的产品。 电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏,尤其是一些新的产品。 四线电阻触摸屏 电阻触摸屏的屏体部分是一块与显示器表面非常配合的多层复合薄膜,由一层玻璃或有机玻璃作为基层,表面涂有一层透明的导电层,上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防刮的塑料层,它的内表面也涂有一层透明导电层,在两层导电层之间有许多细小(小于千分之一英寸)的透明隔离点把它们隔开绝缘。 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5V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5V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。 电阻类触摸屏的关键在于材料科技。常用的透明导电涂层材料有: ①ITO,氧化铟,弱导电体,特性是当厚度降到1800个埃(埃=10-10米)以下时会突然变得透明,透光率为80%,再薄下去透光率反而下降,到300埃厚度时又上升到80%。ITO是所有电阻技术触摸屏及电容技术触摸屏都用到的主要材料,实际上电阻和电容技术触摸屏的工作面就是ITO涂层。

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