四线电阻式触摸屏
四线电阻触摸屏原理
四线电阻触摸屏原理
四线电阻触摸屏是一种常见的触摸屏技术，其工作原理基于电阻分压原理。
它由两层透明导电层构成，两层导电层间隔一层透明的绝缘层。
当手指或触控笔接触到屏幕时，导电层会因为外力而发生微小的弯曲，此时绝缘层会被压缩，使两层导电层之间的电阻发生变化。
四线电阻触摸屏需要外部电源为其供电。
其中，一方面的导电层被连接到垂直电压源，另一方面的导电层被连接到水平电压源。
当触摸屏不被触摸时，导电层之间的电场均匀分布。
当手指或触控笔触摸屏幕时，导电层被触摸点处的电阻分压改变，导致水平和垂直电压源之间的电压差发生变化。
触摸屏控制器会测量这两个电压差，并通过一系列算法来计算出触摸点的坐标。
通过校准，可以将电压差与准确的坐标位置相对应，从而实现准确的触摸控制。
由于四线电阻触摸屏需要进行电压测量和计算，因此其响应速度相对较慢，但它具有较低的成本和较好的耐久性。
总的来说，四线电阻触摸屏通过测量电阻分压来确定触摸点的位置，适用于一些应用对触摸准确性要求不高的场景。
虽然它的性能相对较低，但由于其低成本和较好的耐久性，仍然被广泛应用在一些嵌入式设备、消费电子产品和工业控制设备中。
4线电阻屏
四线电阻式触摸屏详细资料工作原理触摸屏附着在显示器的表面，与显示器相配合使用，如果能测量出触摸点在屏幕上的坐标位置，则可根据显示屏上对应坐标点的显示内容或图符获知触摸者的意图。
其中电阻式触摸屏在嵌入式系统中用的较多。
电阻触摸屏是一块4层的透明的复合薄膜屏，如图2所示，最下面是玻璃或有机玻璃构成的基层，最上面是一层外表面经过硬化处理从而光滑防刮的塑料层，中间是两层金属导电层，分别在基层之上和塑料层内表面，在两导电层之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开。
当手指触摸屏幕时，两导电层在触摸点处接触。
触摸屏的两个金属导电层是触摸屏的两个工作面，在每个工作面的两端各涂有一条银胶，称为该工作面的一对电极，若在一个工作面的电极对上施加电压，则在该工作面上就会形成均匀连续的平行电压分布。
如图1所示，当在X方向的电极对上施加一确定的电压，而Y方向电极对上不加电压时，在X平行电压场中，触点处的电压值可以在Y+(或Y-)电极上反映出来，通过测量Y+电极对地的电压大小，便可得知触点的X坐标值。
同理，当在Y电极对上加电压，而X电极对上不加电压时，通过测量X+电极的电压，便可得知触点的Y坐标。
技术参数及电气特性适用安装于液晶显示模块之ANALOG电阻式Touch Panel。
通用标准规格●表面硬度：3H●透光率：80 %↑●操作温度：-10°C ~ 60°C●耐久力打击：超过1 百万次●操作电压：DC5V●X、Y阻值：200Ω~ 900Ω(依不同尺寸而稍有变化)●线性< 1.5%●表面处理：雾面及亮面●操作压力：15~70g (依客户需求而定)●储存温度：-20°C ~ 70°C●噪声：5 m sec ~ 15 m sec●操作电流：5mA ~ 25mA●绝缘阻抗：20MΩ↑＠DC25V外型尺寸光学的特性●光透过率在波长550 nm的可视波下可达80%↑以上。
电气的特性●导通阻抗●200Ω< X Axis <800Ω●300Ω< Y Axis <900Ω●绝缘阻抗●20MΩ↑@ DC 25V●耐静电气●10 KV , 100Ω, 250 PF的静电气印加后无异常发生。
四线式触摸屏原理介绍
淡黄绿色 75 1.01 35
/ 3TS-201-02 3TS-210-02 3TS-213-02 3TS-217-01 3TS-410-01 3TS-403-01
特性
15 1M 初期值 670 850 650 750
离接着强
N/m
3TS-304-42
23
2)ACP随时间变化之抵抗值变化曲线
80C环境放置时抵抗值变化
贴背胶
成品检验
线性测试
点封口胶
阻抗值 测试
ACP检验 ACP检验
外观检验
OQC检验 OQC检验
包装
入库
出货检查
9
三,检验项目及不良范例
1.Vendor & INL & Customer Control项目比较 项目比较
Control Item
面电阻值 尺寸 Film/Glass 穿透率 穿透率 硬度 外观 Icon/背胶 外观 尺寸 外观 尺寸 FPC 锡厚 ACP厚度 ACP粘著性 ACP导电粒子数 粘度值 可剥胶/绝缘胶 外观 有效期
6
X坐标 坐标 (C)
10 bit = X=(3.7V/5V)* 1024 -1 =757
Y坐标 坐 (D)
转换成相 应的讯号
Y=(1.8V/5V)* 1024 -1 =368
7
二,电阻式触控面板制造流程介绍(F/G为例) 电阻式触控面板制造流程介绍(F/G为例) 为例
1. ITO Film制造流程 制造流程
Control Item
粘度值 Ag胶 外观 阻值 有效期 尺寸 Spacer FPC剖面 FPC拉力测试 线性测试 TP外观 TP尺寸 TP穿透率 Film&Glass Peeling Fail TP RA测试 TP寿命测试 成品穿透率 成品RA测试 V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V V 有效期 粘度值
上图是电阻触摸屏的一般排列方式
上图是电阻触摸屏的一般排列方式，有四根引线，分别是X+ X- Y+ Y-,电阻触摸屏是上下两个导电板，下部是玻璃，上部是塑料薄膜。
薄膜与玻璃之间隔有一定的空间，这个空间在薄膜按下后两个接触。
玻璃与薄膜都按一定的规律涂好电阻，然后在两边引出来引线，一般玻璃的阻值是YY互通，阻值在500左右，薄膜XX相通，阻值在300左右，平时玻璃与薄膜之间用空气隔离，中间不接触，当按下触摸屏的塑料薄膜是，一个点接触，也就是XY在摸个地方接触导电，对应的XY脚的电压发生变化,这个微笑的电压变化通过电路传给手机的CPU，CPU根据这个变化判断那个地方被按下，同时通过液晶屏显示出来，表面看好似液晶被按下。
换做触摸屏校准的原理那就是触摸屏不可能生产的100%相同，总归有误差，所以必须校准，这个校准就是位置电压校准，因为触摸屏的阻值是按规律排列的，所以较准后CPU会根据这个结果来判断那个位置被按下。
触摸屏有哪些分类
一、触摸屏分为四种：电阻式触摸屏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。
所以电阻触摸屏可用较硬物体操作。
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：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。
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。
1、四线电阻屏四线电阻模拟量技术的两层透明金属层工作时每层均增加5V恒定电压：一个竖直方向，一个水平方向。
总共需四根电缆。
特点：高解析度，高速传输反应。
表面硬度处理，减少擦伤、刮伤及防化学处理。
具有光面及雾面处理。
一次校正，稳定性高，永不漂移。
2、五线电阻屏五线电阻技术触摸屏的基层把两个方向的电压场通过精密电阻网络都加在玻璃的导电工作面上，我们可以简单的理解为两个方向的电压场分时工作加在同一工作面上，而外层镍金导电层只仅仅用来当作纯导体，有触摸后分时检测内层ITO接触点X轴和Y轴电压值的方法测得触摸点的位置。
TP介绍
电阻式触摸屏(TP)
工作原理 当TP表面受压，两层互相碰撞，屏幕的压力变得不帄衡，假设X在Glass层检测,Y在 Film层检测。在上面板Film上加一电压则从下面板的Glass上可检出X轴电压，经 A/D转换后即可得X轴坐标。同理在下面板Glass上加一电压则可从上面板Film上检 出Y轴电压，经A/D转换后即可得Y轴坐标。如此动作交替读取X、Y轴的DATA构 成一个位置点的DATA ，电流便会产生影响，芯片因以计算力量与电流之间的数据， 评定屏幕那一个位置受压，作出反应。
电阻式触摸屏(TP)--主要技术参数
2.2 电气特性 2.2.1回路电阻 Film 和Glass的引线端电阻不同厂家不同设计均不同，一般范围为Film：150-600Ω， Glass：150-900Ω 2.2.2绝缘阻抗 绝缘电阻一般为20MΩ（DC25V） 2.2.3操作电压 操作电压（Operating Voltage）一般为5V(DC),最大为7V(DC). 2.2.4线性度 线性度（Linearity）一般小于1.5％ 2.2.5抖动时间 抖动时间（Bouncing Time）一般小于10ms。
2.4.3触摸屏厚度
不同材料不同设计的厚度均不同，一般来说F-F设计的最薄，F-G设计的次之，F-P设计的相对 较厚。具体可参见第一章的基本分类表。实际设计中可依LCD和手机 空间进行选取相应设计。 现主流触摸屏产品一般PET Film的厚度为0.1－0.2mm，一般为0.17mm左右，Glass的厚度为0.5 －3mm，一般为0.5、0.7、1.1mm等，Plastic的厚度为0.8－3mm。
电阻式触摸屏(TP)--主要技术参数
2.3.3 划线寿命 划线寿命同点击寿命一样为衡量触摸屏使用寿命的重要指标，一般要求依下测试 条件进行10万次以上触摸屏的回路电阻，绝缘阻抗和线性度等电气性能仍符合要 求，表面不能有牛顿环现象和破损，内部不允许有划痕。 测试条件： a.划线笔——笔尖为R0.8mm的POM笔 b.划线力度——150-250g力 c.划线速度——30mm/s（测试距离不小于屏幕对角线距离的1/3 ） d.电气负荷——无 e.次数--10万次(往返计数2次)
传统四线电阻式触摸屏结构与流程图
Cover lens 0.7钢化玻璃，康宁
OCA 3M8187 180微米 SiO2 厚度：约100nm ITO 厚度：100～300nm Base Glass :厚度：0.55mm ITO 厚度：100～300nm SiO2 厚度：约100nm
3.2:pixcir
1:结构图（1）
Sense glass
Base PET ITO镀膜层
1.2:ITO GLASS
注释：
1：ITO膜厚300nm左右，采 用CVD获PVD法镀膜，国内可生 产。
2：Base Glass薄板由康宁， 板哨子，旭哨子等厂商垄断，国 内无法生产，常见厚度0.55，0.7， 1.1mm等等，0.4mm不常见。
3：Glass按照强度分为普通玻 璃，化学强化，钢化玻璃等，还 有部分性能及其优越的产品，不 常见。
传统四线电阻式触摸屏结构及工艺流程
一：原材料及产品结构 二：生产工艺流程 三：电容式触摸屏结构
一：原材料及产品结构
1.1:ITO FILM
注释： 1：PET基材表面采
用磁控溅射镀膜，技术 要求高，生产厂商不多， 高品质膜基本为日系厂 商所垄断
2：ITO膜层厚度约 300nm,PET常见厚度 为0.175，0.180， 0.125mm.
End
谢谢观看！ 2020
Cover lens OCA Base glass
ITO 厚度<300nm SiO2介质层 ITO厚度<300nm SiO2保护层
2：结构图（2）
Sense Glass (正面图)
注释： 1：一般采用0.55或0.7化学强
化玻璃，在此玻璃上做6层镀膜处理。
2：跌落过程中，该玻璃易碎， 触摸屏失效。
四线电阻式工作原理
1.四线电阻式工作原理电阻触摸屏的主要工作部分是一块与显示器表面非常配合的ITO 导电面，它由上下两层组成。
上线层是PET 基材的ITO 薄膜（Film ）；下线层是PET 基材的ITO Film 或玻璃基材的ITO Glass 。
在两层线路之间有许多细小（小于千分之一英寸）的透明绝缘点把它们隔开绝缘，所有的电阻将由两条引线各自引出，即上下线路各有两根引线。
触摸屏都依据这一工作原理。
四线式触摸屏在上线、下线ITO 层分别有两根平行银线，故称为四线式。
在第一个0.01秒时在工作面的X 轴方向的一端上加5V 电压，另一端加0V 电压，这样就能形成一个均匀分布的平行电压场，在第二个0.01秒时在Y 轴方向的一端上加5V 电压，另一端加0V 电压，如此交流更替。
当手指触摸到屏幕时，手指的压力使ITO Film 的导电层与ITO Glass 的导电层接触，控制器检测到这个接通点后通过计算接触点所在的电压与两条边线上的电压的大小比例关系，就可得出接触点所在位置的x 坐标，此时，引脚1与引脚2起到探笔的作用。
同理，在第二个0.01秒可得出接触点所在位置的y 坐标，由此就确定了接触点的位置。
如图1、图2所示：接触点所在位置的计算方法：假设屏幕的横向距离为a ，纵向距离为b ，第一个0.01秒，在X 轴方向所加电压为U x ，接触点所在的横坐标为x ，电压为u x ，第二个0.01秒，在Y 轴方向所加电压为U y ，接触点所在的纵坐标为y ，电压为u y ，则接触点的横、纵坐标的计算公式如下：u xU x y bu y U yx a 引脚2引脚2图1：在第一个0.01秒测得x 坐标图2：在第二个0.01秒测得y 坐标引脚1引脚12. 五线电阻式工作原理五线式与四线式的基本工作原理大致相同。
两者的区别在于：四线式的四根引脚分为两组，各分布于上线路和下线路表面ITO 导电层的边线上。
而五线式的五根引脚中有四根分布在下线路导电层的四个角上，另一根共通线分布在上线路层上，起到探笔的作用。
电阻式触摸屏的基本结构和驱动原理
Rtouch = Rtotal − RX1 − RY 2
Rtotal
=
RX
1
⋅
4096 Z1
=
RX −PLATE
⋅
ADC X 4096
⋅ 4096 Z1
RY 2
=
RY −PLATE
ADCy 4096
Rtouch
=
RX −PLATE
⋅
ADCX 4096
⋅⎜⎛ 4096 ⎝ Z1
−
1⎟⎞ ⎠
−
RY
−PLATE
Rtouch = Z 2 − Z1 I RX 1
其中 I RX 1 是流过 RX1 的电流
I RX 1
=
Z1 RX 1
则
Rtouch
=
RX 1 ⎜⎝⎛
Z2 Z1
−1⎟⎞ ⎠
而 R1 又可以由 ADCx 和 RX_plate 根据比例得到，所以最后
Rtouch
=
R X −PLATE
⋅
ADC X 4096
ADCy 4096
上面的计算有一个缺陷，就是没有考虑电极抽头引线和驱动电极的电路的寄生电阻，这部分电阻并不包含在 ITO 电阻之内，而且受环境温度影响阻值波动，很可能影响计算的正确性，因此产生了八线电阻触摸屏的概念。
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。八线电阻式触摸屏工作时， 首先测量导电条电压：
怎么得到 Rtouch 的阻值？有两种方法。 第一种方法：要做如下准备工作，如下图：
四线电阻式触摸屏控制与校准
strong ٛ1” Vdd analog in YP Ry Touch Screen Rx R touch Ut analog in YM Rext 1K Ucc Uy
resistive pull-up ٛ1” Vdd analog hi-Z
Rext 1K
XP
3-channel A式触摸屏控制与校准
AN2173 (ZH)
作者：Svyatoslav Paliy 相关项目：是 相关器件系列：CY8C27443, CY8C24423 GET FREE SAMPLES HERE PSoC Designer™ 版本：4.1 相关应用手册：无
摘要
本应用手册介绍了采用 PSoC® 器件的四线电阻式触摸屏的两种控制方式与一种校准算法。
Ut
digital in
Interrupt on falling edge
measure the touch parameters
PSoC®
Touch Interrupt waiting
PSoC®
第二种测量方法
第二种方法同样也对三种参数进行测量。对 X 触点位置、Y 触点位置以及触摸压力同时进行测量。这种方法可以消除因 取样率高而导致的触摸屏电源方案转换问题，但需要一个 3 通道 ADC。触摸屏连接与端口引脚设置如图 5 所示。 根据简单型网络理论，电路中的电流计算公式为：
Rtouch = Rx _ plate
X 2
ADC _ resolution
⎛ Z1 ⎞ ⎜ ⎜ Z − 1⎟ ⎟ ⎝ 2 ⎠
Equation 1
Rtouch = ( X )
⎛ 2 ADC _ resolution ⎞ Y ⎛ ⎞ ⎜ − 1⎟ − Ry _ plate ⎜1 − ADC _ resolution ⎟ ADC _ resolution ⎜ ⎟ 2 Z1 ⎝ 2 ⎠ ⎝ ⎠ Rx _ plate
四线电阻式触摸屏接口技术
四线制电阻触摸屏
测量X坐标时： 1）在X+，X-两电极加上一个电压Vref，Y+接一个高阻抗的ADC。 2）两电极间的电场呈均匀分布，方向为X+到X-。
3）手触摸时，两个导电层在触摸点接触，触摸点X层的电位被导至
Y层所接的ADC，得到电压Vx。 4）通过Lx/L=Vx/Vref，即可得到x点的坐标。 Y轴的坐标可同理将Y+，Y-接上电压Vref，然后X+电极接高阻抗 ADC得到。
四线电阻式触摸屏设计流程
（3）.显示模块的设计：
port( clk : in std_logic; reset:in std_logic; XSH_CS: in std_logic; xx: in std_logic; yy: in std_logic; Inp: in std_logic;_vector(13downto 0) Dout: out std_logic;_vector(13downto 0) Sout:out std_logic;_vector(13downto 0)
四线电阻式触摸屏应用实例 硬件构成部分
• 硬件构成： • （1）.触摸屏。采用8.4寸四线电阻式触摸屏。 • （2）.触摸屏控制器。接收触摸信息，经过A/D转换 成为触点坐标发送给FPGA，起到接收输入信号与 A/D转换的作用。控制芯片为ADS7843四线电阻式 触摸屏转换接口芯片。 • （3）.FPGA。控制触摸屏控制器，然后将接收的坐 标数值经过处理后输出。 • （4）.数码显示器。根据FPGA的指示，完成最后的 数值显示功能。
电阻式触摸屏应用实例 四线电阻屏
工作原理：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5V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5V相比即可得到触 摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标。
四线电阻式触摸屏
四线电阻式触摸屏四线电阻式触摸屏，是一种常见的触摸屏技术，被广泛应用于手机、平板电脑、机顶盒等设备中。
它通过感应用户手指触摸位置的电流，从而实现对设备的控制。
原理四线电阻式触摸屏由四项组成：触摸板、透明导电层、电气接口、控制电路。
其中，透明导电层是关键。
透明导电层通常由两项材料组成：ITO（氧化铟锡）玻璃或 PET（聚酯）膜和铜线格栅阵列。
ITO玻璃或 PET膜是一种透明的材料，其表面涂有一层透明的导电层，一般是氧化铟锡（ITO）。
ITO 导电层有很好的透明性和导电性，能够感知用户触摸位置，而铜线格栅阵列可以将感应到的信号转化为数字信号，传输给控制电路。
四线电阻式触摸屏的工作原理是，当用户用手指等带有电导性的物体触摸到屏幕时，ITO 导电层会感测到电流的流动，而这股电流被感应到后便会传输到控制电路中进行处理。
控制电路会根据感应到的电流大小和位置计算出用户的输入信息，从而转化为具体的指令发送给操作系统，触发各种功能和操作。
优点四线电阻式触摸屏的优点包括：1.反应速度快，用户操作流畅自然。
2.防抖动性能好，不容易受外界干扰。
3.灵敏度高，能够快速准确地感应到触摸位置。
4.成本低廉，可以广泛应用于许多设备中。
缺点四线电阻式触摸屏的缺点主要有：1.略微厚重，会占用一些空间。
2.无法支持多点触控，只能实现单点操作。
3.对电容不敏感，因此无法实现手写输入等高级操作。
4.寿命相对较短，需要更频繁的更换。
应用四线电阻式触摸屏由于其简单的设计和高性价比，已经成为一些常用设备的标配，例如：1.手机和平板电脑2.机顶盒和智能电视3.汽车导航屏幕4.运动设备、游戏机等电子产品总之，四线电阻式触摸屏作为一种经典的触摸屏技术，依然在现代电子设备中得到广泛的应用。
虽然它有一些缺陷，但其稳定性、灵敏度和成本优势，仍然让它成为一种不可或缺的屏幕技术。
四线电阻式触摸屏
I
8
12
AUX
I
9
13
VREF
IO
10
14
VDD
功能描述
电源引脚 XP 位置输入端 YP 位置输入端 XN 位置输入端 YN 位置输入端
地引脚 电源检测输入端
备选输入端 基准电压 电源引脚
输入/输出电路
— — — — — — — — — —
笔 接 触 中 断 输 出 ，需 要
11
15
/TOUCH
O 10kΩ~100kΩ的上拉
如果 X 坐标、Y 坐标和触摸压力的测量采用单端模式，则必须使用 外部基准电压，同时AD 7146 的电源电压也由外部基准电压提供。 在单端模式下，必须保证 AD 转换器的输入信号的电压不能查过内 部基准电压 2.5V,特别是电源电压高于 2.7V 时。
（5）PD1 和 PD0：AD 转换器和内部基准电路可以通过这两位来设定为工作或者停 止，因此可以降低AD 7146 的功耗，还可以让内部基准电压在转
1
0
启用
关闭 ADC，启用基准电路
1
1
禁用
ADC 和基准电路都启用
5、模式选择
表 4 和表 5 给出了 AD7146 的各种工作模式，这些工作模式由芯片内部八位控制字 决定。
表 4 单端模式，模拟输入配置
电池 备选 A2 A1 A0 检测 输入
温度测量
YN XP YP 坐标测量 驱动电压
00 0
+IN(TEMP0)
V
-0.2
-
+0.2
V
Cin
输入电容
-
25
-
pF
-3Copyright © 2007ADSemi, Inc.
四线电阻触摸屏技术原理
目录目录 ..................................................................................... 1 1 概述 ................................................................................... 2 1.1 组成 ............................................................................................................................................................ 2 1.1.1 基本结构 ....................................................................................................................................... 2 1.1.2 常见结构形式 ............................................................................................................................... 2 1.2 材料选择 .................................................................................................................................................... 3 1.2.1 上层线路材料 ............................................................................................................................... 3 1.2.2 下层线路材料 ............................................................................................................................... 3 1.2.3 材料价格及供应商 ....................................................................................................................... 3 1.3 基本工艺流程 ............................................................................................................................................ 3 1.4 区域定义及装配 ........................................................................................................................................ 5 1.4.1 区域定义及特点 ........................................................................................................................... 5 1.4.2 装配问题 ....................................................................................................................................... 6 1.5 技术参数及供应商 .................................................................................................................................... 7 1.5.1 主要技术参数 ............................................................................................................................... 7 1.5.2 供应商及价格 ............................................................................................................................... 7 2 基本工作原理 ........................................................................... 9 3 驱动电路 ............................................................................... 9 3.1 概述 ............................................................................................................................................................ 9 3.2 驱动 IC 概述 ............................................................................................................................................ 10 3.2 驱动 IC 原理 ............................................................................................................................................ 11 3.2.1SARADC 原理 ............................................................................................................................. 11 3.2.2 控制逻辑 ..................................................................................................................................... 13 3.2.3 串行接口 ..................................................................................................................................... 14 3.2.4 设计注意的问题 ......................................................................................................................... 14 3.2.5 主要技术指标和选用原则 ......................................................................................................... 16 4 附录 .................................................................................. 1611 概述1.1 组成1.1.1 基本结构四线电阻触摸屏由带 ITO 的上部基板、电极、透明间隔点、带 ITO 的下部基板和 FPC 组成。
四线电阻式触摸屏接口技术
红外式触摸屏
简朴简介： 红外式触摸屏以光束阻断技术为基本原 理，构造非常简朴，在屏幕前框架旳左边（Y轴）和 下边（X轴）分别装有红外发射管，各自旳对边又装 有相应旳接受管，进而形成一种横竖交叉旳红外线 网。管旳排列密度与其辨别率有关。工作时在屏幕 前形成纵横交叉旳红外线矩阵，只有有物体触摸屏 上任何一点时，便会阻挡该位置旳红外线，控制器 即时算出触摸点旳位置坐标。
表面声波触摸屏
简朴简介：
表面声波触摸屏旳触摸屏部分能够是一块平面、球面或是柱面旳玻璃 平板，安装在CRT、LED、LCD或是等离子显示屏屏幕旳前面。玻璃 屏旳左上角和右下角各固定了竖直和水平方向旳超声波发射换能器， 右上角则固定了两个相应旳超声波接受换能器。玻璃屏旳四个周围则 刻有45°角由疏到密间隔非常精密旳反射条纹。
四线制电阻触摸屏
四线电阻式触摸屏旳应用性能： （1）.耐用性不够，长时间旳触按施压会使器件损坏。因为 每次触按，上层旳PET和ITO都会发生形变，而ITO材质较 脆，在形变经常发生时轻易损坏。一旦ITO层断裂，导电旳 均匀性也就被破坏，上面推导坐标时旳百分比等效性也就不 再存在，所以四线电阻触摸屏旳寿命不长。 （2）.四线式旳触控面板因成本及技术层面较为成熟等原因， 几乎是全部触控面板业者最基本旳生产规格，合用于有固定 顾客旳公共场合，如工业控制现场、办公室、家庭等。 所以，以电阻式旳技术来说，四线式旳规格约占了50％以上 旳市场拥有率。
4线电阻式触模屏技术指标参数
四线类比电阻式触摸屏产品规格1.功能：类型：四线类比电阻式触摸屏输入方式：笔或手指结构：导电薄膜------------亮面/雾面防刮花和防牛顿环氧化铟锡导电薄膜，188um导电玻璃-----------氧化铟锡导电玻璃，1.8mm键片或粘胶---------0.1mm绝缘点间距--------- 4.5mm×4.5mm出线材质：柔性印刷线路板2.主要规格:3.电路等级：4.1最大电路等级: 5 V (DC) ﹑1mA4.2工作温度范围: -10℃~ +60℃4.3储存温度范围: -20℃~ +70℃4.电气性能：4.1 回路电阻：50~300Ω4.2 线性：≦±1.5%4.3 绝缘阻抗：≥10MΩ，@25V(DC)4.4 抖动时间：≦30ms4.5 响应时间：≦50ms（从触摸屏按下到软件响应的时间）5.机械性能5.1输入方式：笔或手指5.2操作力度：Ø2mm 手写笔的操作力压力60g-150 g5.3表面硬度：3H(铅笔测试)5.4透光率：80±3% @550nm 波长6.寿命6.1写寿命：用R0.8聚缩醛树脂测试笔，压力为250g，速度为60mm/s在相同长度(10~100mm)写1,00,000 次后产品可以符合：6.1.1回路电阻：50~300Ω6.1.2. 线性：≦±1.5%6.1.3. 绝缘阻抗：≥10MΩ，@25V(DC)6.2冲压寿命用Ø2mm 手写笔，压力为250g，速度为2 次/s敲击1000,000次后产品可以符合：6.2.1. 回路电阻：50~300Ω6.2.2. 线性：≦±1.5%6.2.3. 绝缘电阻：≥10MΩ，@25V(DC)6.3冲击阻抗：Ø9mm钢球从30cm高度落在产品表面一次时不会损坏产品。
6.4ITO 出线插入/拔出阻力：至少5次. 应符合5.1的要求。
6.5包装跌落测试：产品无损坏。
四线电阻式触摸屏回路电阻的探讨
图1
二、回路电阻的构成
TP 回路电阻由 ITO 电阻、银线电阻、接触电阻这几部分组成。其中，接触电阻主要由以下几部分组
成，银线电极与 ITO 的接触电阻，FPC 与 TP 连接的接触电阻。一般地，可用如下关系式表示：
RL1=RITO+RS+RJ
(1)
RITO——ITO 工作面电阻
RS——银线总电阻
3. 接触电阻的影响 3.1 接触电阻的作用原理
在显微镜下观察连接器接触件的表面，尽管镀金层十分光滑，则仍能观察到 5~10 微米的凸起部分。 会看到插合的一对接触件的接触，并不是整个接触面的接触，而是散布在接触面上一些点的接触。实际接 触面必然小于理论接触面。根据表面光滑程度及接触压力大小，两者差距有的可达几千倍。实际接触面可 分为两部分：一是真正金属与金属直接接触部分，即金属间无过渡电阻的接触微点，亦称接触斑点，它是 由接触压力或热作用破坏界面膜后形成的，约占实际接触面积的 5~10%。二是通过接触界面污染薄膜后相 互接触的部分。因为任何金属都有返回原氧化物状态的倾向，实际上，在大气中不存在真正洁净的金属表 面，即使很洁净的金属表面，一旦暴露在大气中，便会很快生成几微米的初期氧化膜层。例如铜只要 2~3 分钟，镍约 30 分钟，铝仅需 2~3 秒钟，其表面便可形成厚度约 2 微米的氧化膜层。即使特别稳定的贵金 属金，由于它的表面能较高，其表面也会形成一层有机气体吸附膜。此外，大气中的尘埃等也会在接触件
RJ=Rj1
(3)
图2
三、影响回路电阻的主要因素
综上分析，我们知道 TP 的回路电阻主要由三部分组成，ITO 电阻、银线电阻、接触电阻。ITO 工作
1/7
面电阻与材料本身的特性有关，同时，制造工艺影响 ITO 电阻的变化；银线电阻与银浆的特性有关，同时， 制造工艺影响银线阻值的变化；接触电阻则同时受 ITO 材料、银浆的特性影响，制造工艺是接触电阻的重 要影响因素，也存在很多可变因素，因此，接触电阻是生产工艺中可进行改善的一个重要参数。根据式(1)、 (2)、(3)，略去回路电阻的与本文试验无关的次要影响因素，我们得到以下经验公式：
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四线电阻式触摸屏
工作原理：
四线电阻式触摸屏是电阻式家族中应用最广、最普及的一种。
其结构由下线路（玻璃或薄膜材料）导电ITO层和上线路（薄膜材料）导电ITO层组成。
中间有细微绝缘点隔开，当触摸屏表面无压力时，上下线路成开路状态。
一旦有压力施加到触摸屏上，上下线路导通，控制器通过下线路导电ITO层在X坐标方向上施加驱动电压，通过上线路导电ITO层上的探针，侦测X方向上的电压，由此推算出触点的X坐标。
通过控制器改变施加电压的方向，同理可测出触点的Y坐标，从而明确触点的位置。
规格参数：
电路等级：5V DC，35mA
表面硬度：3H
透光率：薄膜对薄膜型>77%
薄膜对玻璃型>83%
敲击寿命:大于一百万次
笔划寿命:大于十万次
触点抖动时间:<5ms
分辨率：4096*4096
线性<1.5% （特殊需求可<1.0%）
操作压力：10g ～100g
操作温度：-10 o C ～+60 o C
储存温度：-20 o C ～+70 o C
玻璃厚度：0.7mm，1.1mm，2.0mm，3.0mm
玻璃种类：普通玻璃，化学强化玻璃
性能特点：
✧性能可靠，经济实用，应用广泛。
✧能够识别任何接触介质如手指（带手套或不带）、笔、信用卡等的输入信号。
✧引出线采用FPC(柔性线路板材料)比其它生产商使用的PET材料电阻值小，柔韧性好。
✧线路绝缘点小，视觉效果佳，目前我们可做到最小的绝缘点是Φ 0.035mm，远远领先
其它厂商。
✧触摸屏表面有亮面、雾面、防眩、消光、防牛顿环等多种材料和工艺供选择。
标准品尺寸：2.8"至21"各种规格（物理尺寸可到下载空间下载）。
五线电阻触摸屏
工作原理：
五线触摸屏的结构与四线电阻式类似，也有下线路（玻璃或薄膜材料）导电ITO层和上线路（薄膜材料）导电ITO层。
五线触摸屏的工作原理与四线电阻式不同的是：五线式的X和Y 方向上的驱动电压均由下线路的ITO层产生，而上线路层仅仅扮演侦测电压探针的作用。
即便上线路薄膜层被刮伤或损坏，触摸屏也能正常工作，所以五线电阻式的使用寿命远比四线式的长。
规格参数：
电路等级：5V DC，35mA
表面硬度：3H
透光率：薄膜对薄膜型>77%
薄膜对玻璃型>83%
敲击寿命:大于三千五百万次
笔划寿命:大于五百万次
触点抖动时间:<5ms
分辨率：4096*4096
线性<1.5% （特殊需求可<1.0%）
操作压力：10g ～100g
操作温度：-10 o C ～+60 o C
储存温度：-20 o C ～+70 o C
玻璃厚度：0.7mm，1.1mm，2.0mm，3.0mm
玻璃种类：普通玻璃，化学强化玻璃
性能特点：
✧性能稳定、经久耐用、触摸寿命可达三千五百万次。
✧能够识别任何接触介质如手指（带手套或不带）、笔、信用卡等的输入信号。
✧引出线采用FPC(柔性线路板材料)比其它生产商使用的PET材料电阻值小，柔韧性好。
✧线路绝缘点小，视觉效果佳，目前我们可做到最小的绝缘点是Φ 0.035mm，远远领先
其它厂商。
✧触摸屏表面有亮面、雾面、防眩、消光、防牛顿环等多种材料和工艺供选择。
标准品尺寸：5.8"至21"各种规格（物理尺寸可到下载空间下载）。
八线电阻触摸屏
工作原理：
八线电阻式触摸屏是在四线电阻式的基础上产生的，它在四线式的每条引出线上又增加了一条参考引出线，这样引出线的数目加倍，达到了八条。
虽然八线电阻式的工作原理和四线电阻式的类似，但它的优点在于能有效的避免因为长时间的使用或者环境的因素导致的漂移。
增加的四条引出线是辅助引出线。
它们的功能是读取由驱动电压产生的实际电压，这样八线电阻式控制器就能自动修正出现的漂移。
规格参数：
电路等级：5V DC，35mA
表面硬度：3H
透光率：薄膜对薄膜型>77%
薄膜对玻璃型>83%
敲击寿命:大于三千五百万次
笔划寿命:大于十万次
触点抖动时间:<5ms
分辨率：4096*4096
线性<1.5% （特殊需求可<1.0%）
操作压力：10g ～100g
操作温度：-10 o C ～+60 o C
储存温度：-20 o C ～+70 o C
玻璃厚度：0.7mm，1.1mm，2.0mm，3.0mm
玻璃种类：普通玻璃，化学强化玻璃
性能特点：
自动修正在长时间疲劳使用或在恶劣环境下使用而产生的漂移，减少再定位次数。
✧能够识别任何接触介质如手指（带手套或不带）、笔、信用卡等的输入信号。
✧引出线采用FPC(柔性线路板材料)比其它生产商使用的PET材料电阻值小，柔韧性好。
✧绝缘点小，视觉效果佳，目前我们可做到最小的绝缘点是Φ 0.035mm，远远领先其
它厂商。
✧触摸屏表面有亮面、雾面、防眩、消光、防牛顿环等多种材料和工艺供选择
标准品尺寸：8.4"至21"各种规格（物理尺寸可到下载空间下载）。
电容触摸屏
工作原理：
电容式触摸屏采取的是两面都布有透明传导材料的全玻璃结构。
在屏的四周分布着低电压.形成一个低电压交流电场。
当用户触摸屏幕时，四边电极发出的电流会流向触点，产生一个电压差。
电流的强弱与手指到电极的距离成正比。
位于触摸屏后的控制器便会根据电流的比例及强弱，准确计算出触点的（X,Y）位置，并把结果传给电脑。
规格参数：
电路等级：5V DC，35mA
透光率：>90%
触点抖动时间：<3ms
线性：1.5% (特殊需求可<1.0%)
表面硬度：6H
输入方式：导电金属笔或手指
操作温度：-15 o C ~+70 o C
储存温度：-50 o C ~+85 o C
玻璃种类：普通玻璃，化学强化玻璃
性能特点：
✧定位准确：线性<1.5% (特殊需求可<1.0%),控制器发应数度快。
✧FPC技术：FPC（柔性线路板材料）阻力小，柔韧性强。
✧耐用性：触摸屏采用了极好的密封技术，能够有效防止油脂、灰尘、水、化
学物质等污染物。
使用寿命达到2.25亿次。
透光与响应性能：采用了透明保护膜，反射小、透光性好。
触摸屏反应灵敏，能响应轻微的触碰。
标准品尺寸：能生产从6.5”到22”的各种尺寸的屏。
（物理尺寸可到下载空间下载）。
机种编号规格外形尺寸
(mm)
可视区尺寸
(mm)
驱动区尺寸
(mm)
EE-0657-IN-W5C 6.5"内置156.00×120.00 136.00×100.00 134.00×98.00 EE-0846-IN-W5C 8.4"内置191.00×149.60 177.50×136.19 166.85×128.02 EE-1044-IN-W5C 10.4"内置236.22×182.88 218.19×164.85 204.98×154.94 EE-1215-IN-W5C 12.1"内置265.43×201.93 247.42×183.74 233.36×173.67 EE-1503-IN-W5C-B 15"内置330.00×255.00 310.00×235.00 305.00×228.00 EE-1701-IN-W5C 17"内置387.35×314.96 360.17×287.78 339.60×271.53 EE-1818-IN-W5C 18.1"内置388.62×317.50 378.21×305.82 356.90×288.90 EE-2106-IN-W5C 21"内置436.88×336.30 426.47×324.61 402.34×306.58。