想必很多朋友在生活中都听说过触摸屏，那么触摸屏是什么呢？触摸屏的原理与功能是什么呢？下面就看小编为你一 一道来。

触摸屏

功能

为了操作上的方便，人们用触摸屏来代替鼠标或键盘，触摸屏是一个能够显示又能够与PLC进行通讯的智能设备，并且还具有内存与编程能力。我们可以通过触摸屏显示PLC的运行状态，生产线速度等等。

原理

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。

触摸屏的主要类型

按照触摸屏的工作原理和传输信息的介质分:电阻式，红外线式，表面声波式，电容感应式。

电阻式触摸屏 ：屏体部分是一块与显示器表面相匹配的多复合薄膜，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

电阻类触摸屏的关键在于材料科技。

电阻式触摸屏的类型和使用场合

电阻触摸屏是一种对外界完全隔离的工作环境，不怕灰尘和水汽，它可以用任何物体来触摸,可以用来写字画画，比较适合工业控制领域及办公室内有限人的使用。

类型:

电阻屏根据引出线数多少，分为四线、五线、六线等多线电阻触摸屏

表面声波触摸屏：

表面声波触摸屏的触摸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或是等窝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度角由疏到密间隔非常精密的反射条纹。

工作原理：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。

优点：

1，表面声波触摸屏一个特点是抗暴，适合公共场所。

2，表面声波第二个特点反应速度快，是所有触摸屏中反应速度最快的使用时感觉很顺畅。

3，表面声波第三个特点是性能稳定，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

4，表面声波触摸屏的第四个特点是控制卡能知道什么是尘土和水滴，什么是手指，有多少在触摸。

5，表面声波触摸屏第五个特点是它具有第三轴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

缺点

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。

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再在导体层外上一块保护玻璃，双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器。此外，在附加的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，而其强弱与手指及电极的距离成正比，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。

红外线式触摸屏：价格便宜、安装容易、能较好地感应轻微触摸与快速触摸。但是由于红外线式触摸屏依靠红外线感应动作，外界光线变化，如阳光、室内射灯等均会影响其准确度。而且红外线式触摸屏不防水和怕污垢，任何细小的外来物都会引起误差，影响其性能，不适宜置于户外和公共场所使用。

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一、输入类设备简介

1、IO输入输出，是计算机系统中的一个概念。计算机的主要功能就是从外部获取数据然后进行计算加工得到输出数据并输出给外部（计算机可以看成数据处理器）。计算机和

外部交互就是通过IO。每一台计算机都有个标准输入和标准输出。

2、常见的输入类设备

键盘、鼠标、触摸屏、游戏摇杆、传感器、（摄像头并不是一个典型的输入类设备）

二、触摸屏介绍

1、触摸屏的特点

(1)触摸屏和人的关系很紧密，尤其是电容式触摸屏。

(2)触摸屏和显示器关系很紧密。

(3)典型应用：手机、平板电脑、收银机、工业领域。

2、触摸屏的分类

(1)常见的触摸屏分为2种：电阻式触摸屏和电容式触摸屏。早期用电阻式触摸屏，后来发明了电容式触摸屏。

(2)这两种的特性不同、接口不同、编程方法不同、原理不同。

3、触摸屏和显示屏的联系与区别

(1)首先要搞清楚：触摸屏是触摸屏，用来响应人的触摸事件的；显示屏是显示屏，用来显示的。现在用的显示屏一般都是LCD。

(2)为什么很多人会搞混这两个概念，主要是因为一般产品上触摸屏和显示屏是做在一起的。一般外层是一层触摸屏，触摸屏是透明的，很薄；底下是显示屏用来显示图像，平

时看到的图像是显示屏显示并且透过触摸屏让人看到的。

三、电阻式触摸屏的原理

电阻式触摸屏其实就是一种传感器，虽然已经用的不多了，但是还是有过很多的LCD模块采用电阻式触摸屏，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，在这里主要以四线为例进行说明。

1、薄膜+玻璃（需要尖锐硬物点击）

(1)要点是薄、透明。前面板硬度稍弱，可以被硬物按下弯曲，后面板硬度很高，不会弯曲。

(2)前面板和后面板在平时没有挨住，在外力按下之下，前面板发生（局部）形变，在这一点上前后面板会挨住。 如下下面左图所示：

2、ITO（导电+透明+均匀压降）

(1)ITO是一种材料，其实是一种涂料，特点就是透明、导电、均匀涂抹。 （如上面右图中的金属涂层）

(2)本来玻璃和塑料都是不导电的，但是涂上ITO之后就变成导电了（同时还保持着原来透明的特性）。

(3)ITO不但导电而且有电阻，所以中间均匀涂抹了ITO之后就相当于在同一层的两边之间接了一个电阻。因为ITO形成的等效电阻在整个板上是均匀分布

的，所在在板子上某一点的电压值和这一点的位置值成正比。

(4)触摸屏经过操作，按下之后要的就是按下的坐标，坐标其实就是位置信息，这个位置信息和电压成正比了，而这一点的电压可以通过AD转换得到。这就是整个电阻式触摸屏的工作原理。

3、X/Y轴分时AD转换

(1)下面要研究如何得到按下的这点的电压

(2)在第一个面板的一对电极上加电压，然后在另一个面板的一个电极和第一个面板的地之间去测量。在没有按下时测试无结果，但是在有人按下时在按下的那一点2个面板接触

，接触会导致第二个面板上整体的电压值和接触处的电压值相等，所以此时测量到的电压就是接触处在第一个面板上的电压值。

(3)以上过程在一个方向进行一次即可测得该方向的坐标值，进行完之后撤掉电压然后在另一个方向的电极上加电压，故伎重施，即可得到另一个方向的坐标。至此一次触摸事件结束。

4、电阻触摸屏的校准

(1)电压值和坐标值成正比的，所以需要去校准它。校准就是去计算(0, 0)坐标点的电压值是多少。

5、电阻式触摸屏的硬件接口

(1)对于电阻式触摸屏来说，他的硬件接口主要分为两种：一种是SoC内置电阻式触摸屏控制器，另一种是外置的专门触摸屏控制芯片，将触摸板传感器与这个控制芯片相连接，这个芯片

内部逻辑电路或者是内置程序代码能够根据上面说的原理将触点坐标算出来并且转化为数字量通过I2C接口发送给主机Soc。

(2)而对于第一种接口需要Soc的电阻式触摸屏控制器能够自己完成上面说的任务，并且需要将传感器的模拟量转换为数字量，所以这个一般就会和ADC联系在一起，而在s5pv210这

款SoC中其实就是将ADC模块和触摸屏模块集成在一起的，后面会来重点分析。

四、电容式触摸屏的原理

1、人体电流感应

利用人体电流感应现象，在手指和屏幕之间形成一个电容，手指触摸时吸走一个微小电流，这个电流会导致触摸板上4个电极上发生电流流动，控制器通过计算这4个电流的比例就能算

出触摸点的坐标（这个计算过程中涉及到AD转换）。

2、专用电路计算坐标（硬件接口）

(1)电阻式触摸屏传感器本身原理很简单，坐标的计算也是很简单的事，所以可以通过SoC的电阻式触摸屏控制器直接与触摸板传感器相连接，由Soc内部的控制器来完成坐标的计算和

AD转换是没有问题的，对于SoC本身来说并不是一个太大的负担。但是电容式触摸屏不同，电容式触摸屏需要自带一个IC进行坐标计算因此电容式触摸屏工作时不需要主机SoC控制器参与。

所以电容式触摸屏的这种接口其实就是上面说的电阻式的第二种硬件接口，而且电容式触摸屏目前只能实现为第二种接口。

(2)为什么这样设计？主要原因是因为电容式触摸屏传感器的坐标计算太复杂，普通程序员无法写出合适的代码解决这个问题，因此在电容式触摸屏中除了触摸板之外还附加了一个IC

进行专门的坐标点计算和统计。这个IC全权负责操控触摸板得到触摸操作信息，然后再通过数字接口（一般是I2C）和主机SoC进行通信。

3、多个区块支持多点触摸

(1)电阻触摸屏不支持多点触摸，这是它本身的原理所限制，无法改变无法提升。

(2)电容式触摸屏可以支持多点触摸（也可以单点触摸）。按照之前讲的电容式触摸屏的原理，单个电容式触摸屏面板也无法支持多点触摸，但是可以将一个大的触摸面板分成

多个小的区块，每个区块相当于是一个独立的小的电容式触摸屏面板。

(3)多个区块支持多点触摸让电容触摸屏坐标计算变复杂了，但是这个复杂性被电容触摸IC吸收了，还是通过数字接口和主机SoC通信报告触摸信息（触摸点数、每个触摸点的坐

标等）。

4、对外提供I2C的访问接口

(1)整个电容触摸屏包含2部分：触摸板传感器和电容触摸IC。触摸板传感器就是一个物理器件，电容触摸IC一般做到触摸屏的软排线（FPC，例如下图中软排线上的那颗芯片）上面，

电容触摸IC负责操控触摸板、通过AD转换和分析得到触摸点个数、触摸坐标等信息，然后以特定的数字接口与SoC通信。这个数字接口就是I2C。

(2)对于我们主机SoC来说，电容式触摸屏其实就是一个I2C从设备。主机只需要通过I2C总线对这个从设备进行访问即可（从设备有自己特定的从设备地址）。从这里来讲，其

实电容式触摸屏和其他的传感器（gsensor等）并没有任何区别。

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