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出於美觀、維護、成本和衛生等原因，觸 控式螢幕技術開始向消費市場以外的醫療、工業和汽車市場滲透。隨著觸控式螢幕的問世，出現了多項觸控技術，如電容、電阻、電感、表面聲波和紅外線 觸控技術。每種設計技術都有各自的優缺點。

電容式觸控式螢幕基於印刷電路板上的電極設計，因觸控鍵、滑塊和滾輪功能而深受用戶喜愛，輕 鬆的觸控功能為用戶體驗增色很多。表面聲波觸控技術基於聲波，存在於需要透明的顯示螢幕設計中，例如娛樂園和人流很大的室內環境。紅外線觸控技術基於光線 間斷方法，主要用於低解析度的超大螢幕。電感式觸控式螢幕技術主要用於塑料、鋁製或不鏽鋼的面板，或者會暴露於液體的面板。

其中，電阻式觸 控式螢幕技術的成本競爭力最高，而且很容易整合在嵌入式設計內。這項技術主要用於設計面板尺寸不超過19英吋的觸控式螢幕。對手指觸控檢測和手寫筆檢測的 支援擴大了電阻觸控技術在消費電子中的應用範圍(圖1)。

圖 1：手指和手寫筆檢測功能讓電阻式觸控式螢幕更好用。

本文將主要探討電阻觸控式螢幕技術的特點、設計過程中應注意的問題以及潛 在的應用領域。

瞭解觸控 感測控制器

因為電阻觸控式螢幕現在很容易買到，而且價格隨時間逐漸下降，所以此項技術的應用範圍越來越廣。為了選擇最佳 的觸控式螢幕技術，應用設計人員必須深入考慮應用需求。電阻式觸控式螢幕技術只需一個簡易的印刷電路板設計，不像電容式和電感式觸控式螢幕技術，需要在印 刷電路板上設計電極或線圈蝕刻。因為觸控式螢幕直接覆蓋在顯示螢幕上，所以可以節省機械開關或電容式觸控鍵電極所需的印刷電路板空間。建議不要把電阻式觸 控式螢幕用於惡劣的環境中，例如經常爆炸或灰塵過多的礦區或工地。電阻式觸控式螢幕上很少的破損都會影響觸控精確度和線性。

電阻式觸控 式螢幕工作原理包括：

1. 電阻式觸控式螢幕是表面覆蓋觸控響應薄膜的透明玻璃板。

2. 電阻式觸控式螢幕面板有兩個電阻層(氧化銦錫)組成，中間是一層很薄的分隔層。

3. 電阻觸控式螢幕的兩個薄膜層組成一個電阻網路，充當觸控位置檢測功能的分壓電路。

4. 觸控式螢幕會在電阻網路組成的分壓器上引起電壓變化，這個電壓用於確定觸控螢幕的觸點位置。

5. 觸控式螢幕控制器(TSC)把捕捉的類比電壓訊號轉換成數位觸控座標訊號。內建類比數位轉換通道，充當測量類比電壓的電壓計。

6. 在觸控螢幕後，起到電壓計作用的觸控控制器首先在X+點施加電壓梯度VDD，在X-點施加接地電壓GND。然後，檢測Y軸電阻上的類比電壓，並把類比電壓 轉換成數值，用類比數位轉換器運算X座標(圖2)。在這種情況下，Y-軸變成感測線。同樣地，在Y+和Y-點分施加電壓梯度，可以測量Y座標。

7. 某些觸控控制器還支援觸控壓力測量，即Z軸測量。測量Z軸座標時，電壓梯度施加在Y+軸和X-軸上。

圖 2：電阻式觸控式螢幕:X 座標測量: 黑點表示電壓梯度點；粉點表示觸控觸點。

電阻觸感主要有兩種形式：軟體觸感解決方案和 專用觸控式螢幕控制器晶片。

在軟體觸感解決方案中，微控制器須擔負所有的觸控檢測和座標運算任務。基於微控制器的軟體演算法採用內部的微 控制器進行觸控位置電壓測量，執行觸控檢測功能和座標處理功能。

在專用觸控式螢幕控制器內，控制器向系統主機(微控制器)發起一個檢測觸 控事件的中斷請求，並輸出代表觸控座標的數位數據。然後主處理器(MCU)讀取數位數據，執行客戶期待的作業命令。

基於MCU運算參數 的設計方法要求主處理器的速度非常快，只有這樣才能管理頻繁的觸控作業。對於快速觸控檢測應用，這不是一個非常可靠的設計。因為沒有數據平均和觸控檢測延 遲功能，這類設計檢測精密度比較低。具有數據採樣、測量值平均、觸控檢測延遲配置和數位觸控座標運算功能的專用觸控式螢幕控制器晶片才是真正的觸控式螢幕 控制器。這些晶片易於整合在產品設計中，具有更高的性能。

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