电容式触摸屏入门 (Only for TEKOM internal)Rejoice Zhao 2008/10/20一、常见触摸屏的种类n1。电阻式触摸屏n2。电容式n3。红外线n4。超声波手指触摸的表面是一个硬涂层，用以保护下面的PET层。PET层是很薄的有 弹性的PET薄膜，当表面被触摸时它会向下弯曲，并使得下面的两层ITO涂 层能够相互接触并在该点连通电路。两个ITO层之间是约千分之一英寸厚的 一些隔离支点使两层分开。最下面是一个透明的硬底层用来支撑上面的结 构，通常是玻璃或者塑料。 n1、电阻式触摸屏：简介n1、电阻式触摸屏：工作原理两层之间距离仅为2.5微米n优缺点：电阻式触摸屏的ITO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，ITO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ITO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ITO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，而且需要经常做校正。但电阻式触 摸屏不受尘埃、水、污物影响。n现状：目前市场上大部分手机PDA等都是使用 电阻式触摸屏，需要配备手写笔或者使用指尖 等硬物稍用力压才能实现功能。n1、电阻式触摸屏：优缺点n2、电容式触摸屏：简介(1)表面电容式 (Surface Capacitive Technology )：表面电容触摸屏只采用单 层的ITO，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。当手指触摸屏表 面时，手指与导体层间会 形成一个耦合电容，就会 有一定量的电荷转移到人 体。为了恢复这些电荷损 失，电荷从屏幕的四角补 充进来，各方向补充的电 荷量和触摸点的距离成比 例，我们可以由此推算出 触摸点的位置。 n2. 电容式触摸屏：结构(2)投射电容式 (Projected Capacitive Technology )：投射电容触摸屏与表面 电容触摸屏相比，可以 穿透较厚的覆盖层，而 且不需要校正。感应电 容式在两层ITO涂层上 蚀刻出不同的ITO模块 ，需要考虑模块的总阻 抗，模块之间的连接线 的阻抗，两层ITO模块 交叉处产生的寄生电容 等因素。 电阻触摸屏的成本较低，竞争就很激烈，而且在性能和应用场合上有一 定局限。电容式的优点如下：n1. 电容触摸屏只需要触摸，而不需要压力来产生信号。n2. 电容触摸屏在生产后只需要一次或者完全不需要校正，而电阻技术需 要常规的校正。n3. 电容方案的寿命会长些，因为电容触摸屏中的部件不需任何移动。电 阻触摸屏中，上层的ITO薄膜需要足够薄才能有弹性，以便向下弯曲接 触到下面的ITO薄膜。n4. 电容技术在光损失和系统功耗上优于电阻技术。n5. 选择电容技术还是电阻技术主要取决于触碰屏幕的物体。如果是手指 触碰，电容触摸屏是比较好的选择。如果需要触笔，不管是塑料还是金 属的，电阻触摸屏可以胜任。电容触摸屏也可以使用触笔，但是需要特 制的触笔来配合。n6. 表面电容式可以用于大尺寸触摸屏，并且相成本也较低，但目前无法 支持手势识别；感应电容式主要用于中小尺寸触摸屏，并且可以支持手 势识别。n7. 电容式技术耐磨损、寿命长，用户使用时维护成本低，因此生产厂家 的整体运营费用可被进一步降低。n2、电容式触摸屏：优缺点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。 n3. 红 外 线 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。n4. 表 面 声 波 触 摸 屏二、ITOn1、什么是ITOn2、 Touch Screen Implementation methodsn3、ITO附着介质：ITO Glass， ITO FilmnITO 是铟锡氧化物(= Indium Tin Oxide)的英文 缩写，它是一种透明的导电体。通过调整铟和锡 的比例，沉积方法，氧化程度以及晶粒的大小可 以调整这种物质的性能。被用做电阻式和电容式 触摸屏的感应材料n薄的ITO材料透明性好，但是阻抗高；厚的ITO材 料阻抗低，但是透明性会变差。在PET聚脂薄膜( 电阻式触摸屏会用到)上沉积时，反应温度要下降 到150度以下，这会导致ITO氧化不完全，之后的 应用中ITO会暴露在空气或空气隔层里，它单位 面积阻抗因为自氧化而随时间变化。这使得电阻 式触摸屏需要经常校正。n1. 什么是ITO？Touch Screens use ITO for capacitive & resistive sensing ITO = Indium Tin OxidenTin-doped Indium Oxide. Mixture is typically 90% Indium Oxide (In2O3) and 10% Tin Oxide (SnO2).nTransparency is effected by Tin doping and ITO deposition process (ITO thickness and substrate material).nITO interfaces are electrically similar to traditional copper PCBs and flex circuits (ITO has a higher characteristic impedance than copper).nCommon ITO substrates are PET (Polyester film) & glassn1. 什么是ITO？Capacitive Touch Screens - Requires conductive object (finger) - 1 or 2 ITO layers - Excellent transparency possible (90%) - Low pointer precisionResistive Touch Screens - Requires pressure (stylus) for contact between two resistive/conductive layers - Prone to wear & tear - 2 ITO layers required (plus spacer layer) - Lower transparency than capacitive - High pointer precisionn2. Touch Screen Implementation MethodsCapacitive ITO Glass（电容式ITO玻璃） - Lower cost than film (layer for layer) - Better conductivity - Excellent transparency ( 90%) - Scratch-resistant - Susceptible to cracking or shatteringCapacitive ITO Film (电容式ITO胶片) - More expensive than glass - High resistivity - Less transparent than glass - Thinner and lighter material - Can short or crack if bentn3. ITO Substrates （ITO附着介质）ITO Film/Glass Structure三、Cypress PSoc解决方案n目前的电容式触摸屏解决方案中，Cypress PSoC产品以可编程，设计灵活，一致性好 ， 再加上高效的PSoC Express / PSoC designer开发环境而处于领先地位。nPSoC CapSense技术是根据 电容感应的原理使用CSA或 CSD模块来实现的。PCB板 或触摸屏上相邻的感应模块 或导线之间会存在寄生电容（见图四中的Cp），当有 手指接近或触摸两个相邻感 应模块时，相当于附加了两 个电容，它们相当于并联在Cp上的电容Cf。利用PSoC 的CSA和CSD技术可以检测 到这个电容上的变化，从而 确定有没有手指触摸。n1. PSoC CapSense技术原理2.PSoC触摸屏解决方案的优点n1. 是一种单芯片方案，和传统方案相比减少了外部器件， 降低了系统总体BOM成本。PSoC Express / PSoC designer开发环境，可以极大地节省开发时间和费用。n2. PSoC内部的IO和各种模拟/数字模块可以实现动态重配 置，不需要修改原理图和PCB就可以更新设计以适应新的 需求。n3.它支持多种通讯接口I2C / UART / SPI / USB等，可以 和各种接口的主机方便连接，这些都会降低系统更新的成 本。n4. PSoC可以针对外界环境变化 RF干扰 / 温度变化 / 电 源波动等灵活设置参数，在LCD显示器、手机、数码相机 和白色家电的触摸控制中得到了广泛的应用。n5. 除了控制触摸以外，PSoC还可实现LED背光控制，马达 控制，电源管理，I/O扩展等增值功能。四、通讯方式1。UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter通用异步接收/发送装置 .2。SPI：Serial Peripheral interface串行外围设备接口。SPI总线系统是一种同步串行外设接口，可以使MCU与 外围设备以串行方式进行通信。3。I2C：(InterIntegrated Circuit)I2C总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线， 用于连接微控制器及其外围设备。 Cypress PSoC系统中的通讯模块nUART模块是一个8位通用型异步收发器， 支持通过2根线(TX, RX)来实现符合RS232数 据格式的双工串行通讯。nSPI(主/从)模块是一个串行外设互连(主/从) 设备,通过3线(SDI, SDO, SCLK)实现全双工 同步8位数据传输。nI2C(主/从)模块是工业标准飞利浦I2C总线 兼容接口，主设备与多个从设备通讯只需2 线(SDA, SCL)即可。五、PC端演示工具的使用n(1)Demo Application:TekomOpt_Diamond_Panel_Demo 0.30 Setup.exen(2)Demo Board Driver: PL2303 DriverInstall Demo ApplicationInstall PL2303 Driver(1)Install PL2303 driver for USB-to Serial communicationInstall PL2303 Driver(2) After Install OK, plug USB to Demo Kit. Then you w