触摸屏控制理论-北航
触摸屏的控制原理
触摸屏的控制原理一、引言触摸屏作为一种常见的人机交互设备，在现代科技中应用广泛。
它能够替代传统的鼠标与键盘，在各种电子设备中扮演着重要的角色。
本文将对触摸屏的控制原理进行全面、详细、完整地探讨。
二、触摸屏的分类根据不同的技术原理，触摸屏可以分为电阻式触摸屏、电容式触摸屏、表面声波触摸屏、红外线触摸屏等多种类型。
每种触摸屏都有其独特的控制原理和适用场景。
1. 电阻式触摸屏电阻式触摸屏通过两层导电膜之间产生电流变化的方式实现触摸功能。
当触摸屏上的外力作用于屏幕表面时，导电膜之间的电流会发生变化，通过检测这种变化可以确定用户的触摸位置。
2. 电容式触摸屏电容式触摸屏利用人体的电容来实现触摸功能。
触摸屏表面覆盖有一层导电材料，当手指接近触摸屏时，电容屏上的电场会发生变化，通过检测电场的变化可以确定触摸位置。
3. 表面声波触摸屏表面声波触摸屏利用超声波传感器来实现触摸功能。
触摸屏表面覆盖有多个超声波传感器，当手指触摸屏表面时，会引起声波的反射或传播变化，通过检测声波的变化可以确定触摸位置。
4. 红外线触摸屏红外线触摸屏通过红外线传感器实现触摸功能。
触摸屏周围设有红外线发射器和接收器，在触摸点遮挡红外线时，可以通过检测红外线的变化确定触摸位置。
三、触摸屏的工作原理无论是哪种类型的触摸屏，其工作原理都离不开以下几个关键步骤：1. 信号识别触摸屏首先需要识别用户触摸的信号。
不同类型的触摸屏采用不同的信号识别方式，如电阻式触摸屏通过检测电流变化来识别信号，电容式触摸屏则通过检测电容变化来识别信号。
2. 信号传输一旦触摸信号被识别出来，触摸屏需要将这些信号传输到控制器中进行处理。
传输方式也因触摸屏类型的不同而有所区别，一般通过导线或无线信号传输。
3. 信号解析在控制器中，触摸信号需要被解析成具体的位置坐标。
根据触摸屏的不同原理，解析方式也会有所差异，但最终目的都是确定用户触摸的精确位置。
4. 响应操作一旦触摸位置确定，触摸屏会将这些信息传递给相应的设备或应用程序，以实现相应的操作或功能。
北航 人机交互 知识点整理
北航人机交互知识点整理1.引言1.1 概述人机交互是指人与计算机之间进行信息交流和操作的过程。
它涉及到计算机科学、心理学、人类行为学等多个学科的知识，旨在通过改进人与计算机之间的界面和交互方式，提高计算机系统对人类需求的理解并提供更好的用户体验。
随着计算机技术的不断进步和普及，人机交互也变得日益重要。
传统的计算机操作方式主要依赖于命令行界面和键盘操作，用户需要学习一定的指令和操作方法。
然而，对于非专业用户来说，这种操作方式往往难以理解和掌握。
因此，人机交互的目标之一就是简化和优化用户与计算机之间的交互过程，使其更加自然和直观。
通过设计人性化的界面和操作方式，用户可以不需要掌握复杂的指令和操作方法，而是通过简单的操作即可完成各种任务。
除了提高用户的使用便利性外，人机交互还能够提高系统的效率和性能。
通过深入理解用户的需求和行为，我们能够设计出更加智能和个性化的计算机系统，为用户提供更有针对性的服务和功能。
人机交互的应用领域包括但不限于智能手机、智能家居、虚拟现实、人工智能等。
在北航的人机交互课程中，我们将学习到人机交互的相关理论和方法。
我们将探索人类认知、感知和行为等方面的知识，了解用户需求分析、界面设计和用户评估等技术。
通过学习这些知识和方法，我们将能够更好地理解和设计人机界面，提供更好的用户体验，并为未来的人机交互技术发展做出贡献。
综上所述，人机交互是一个涉及多个学科的跨领域研究领域，旨在改进人与计算机之间的交流和操作方式，提高用户体验和系统性能。
在北航的人机交互课程中，我们将学习相关理论和方法，为未来的人机交互技术发展奠定基础。
1.2文章结构1.2 文章结构本文主要分为以下几个部分来介绍北航人机交互的知识点。
首先，在引言部分将概述人机交互的基本概念和定义，以及本文的目的和结构。
接着，在正文部分将深入探讨人机交互的定义和概念，包括其基本原理和特点。
随后，我们将介绍人机交互在各个领域中的重要性和应用，例如教育、医疗、娱乐等。
多点触摸屏幕控制技术研究
多点触摸屏幕控制技术研究随着科技的不断发展，多点触摸屏幕控制技术已经成为了现代化数字设备的主流控制方式。
从手机到平板电脑，甚至到现在的电视，多点触摸屏幕控制技术已经广泛应用于各个领域。
本文将从硬件结构、操作方式、应用场景、未来趋势等方面进行探讨。
一、硬件结构多点触控屏幕是由承载电流的电容膜及传感器组成的，当手指或触笔碰触到屏幕时，屏幕上会集中一个电荷，响应并传递到控制器。
控制器接收到电流信号后，通过算法计算出加点坐标，再根据坐标来控制触摸设备移动，达到屏幕控制的目的。
目前，常见的多点触摸屏幕主要有电容式触控屏及电阻式触控屏。
电容式触控屏幕较为常见，一般设计为两个玻璃板夹层电容薄膜结构，其中上一层玻璃板横向嵌入透明的导电薄膜，下一个玻璃板纵向嵌入透明的导电薄膜。
由于手指带有电荷，当手指接触到屏幕时，就会影响两板电容的电流大小，从而在控制器中计算出触控坐标。
电阻式触控屏幕是利用两层嵌入电荷的感应层（一层横向，一层纵向），被压在一起的两片玻璃板制成。
手指按下玻璃板时，使得两层感应层接触，从而形成电路，使控制器读取坐标。
二、操作方式多点触控屏幕有多种操作方式，常见的有单点触控、双点触控、滑动、捏合、旋转等。
单点触控是最基础的操作方式，指点击屏幕上的一个点，通常用于打开应用程序、完成简单的编辑等。
双点触控是指采取两个手指在屏幕上同时触摸，既可以放大缩小屏幕上的内容，也可以旋转和移动屏幕上的图像。
滑动是指通过手指在屏幕上轻扫的方式切换屏幕上的内容。
捏合是指使用手指在屏幕上同时放大和缩小内容或调整屏幕上的图像。
旋转是使用手指在屏幕上旋转来移动指定的图像或屏幕。
三、应用场景多点触控屏幕的应用场景非常广泛。
在手机和平板电脑方面，多点触控屏幕杜绝了键盘和滚轮等传统输入装置，代替它们进行智能的手势输入，方便用户的操作体验。
在教育领域，多点触控屏幕可实现多人同时进行控制，多功能协作，所以被广泛应用于教学讲解、互动演示等。
基于C8051FSPI接口液晶触摸屏的控制设计
您的论文得到两院院士关注
中文核心期刊 《微计算机信息》（ 嵌入式与 Ｓ Ｏ Ｃ ）２００５ 年第 ２１ 卷第 ７ 期
基于 !"#$%& ’() 接口液晶触摸屏的控制设计
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技 术 创 新
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% 引言
西北工业大学航天学院【硕士课程简介】
02 航天学院序号：课程编号：02M001课程名称：线性系统理论任课教师：周军刘莹莹英文译名：Linear System Theory先修要求：《线性代数》和《矩阵论》中任一门、《复变函数》内容简介：《线性系统理论》是控制类、系统工程类、电类、计算机类、机电类等许多学科专业硕士研究生的一门公共基础理论课，是控制、信息、系统方面系列理论课程的先行课。
《线性系统理论》是最优估计、最优控制、系统辨识、自适应控制等现代控制理论的基础，系统讲述线性系统的运动规律，揭示系统中固有的结构特性，建立系统的结构、参数与性能之间的定性和定量关系，以及为改善系统性能，满足工程指标要求而采取的各类控制器设计方法。
具体的内容包括：线性系统的状态空间描述、状态空间描述与传递函数描述的关系、线性系统的运动分析、能控性、能观性、稳定性理论、线性反馈系统的状态空间综合方法、线性鲁棒性控制基本理论、线性系统的基本代数理论，以及多变量频域设计方法等。
主要参考书：（1）《线性系统理论》阙志宏主编，西安西北工业大学出版社，1995；（2）《现代控制理论引论》周凤歧等，北京国防工业大学出版社，1988；（3）《线性理论》郑大中编著，北京清华大学出版社；（4）《线性系统理论与设计》[美]陈启宗，科学出版社，1988。
序号：课程编号：02M900课程名称：专业英语任课教师：周军英文译名：Professional English先修要求：专业方面的课程内容简介：本课程作为一种基本的专业英语技能，在阅读和学习与本专业的相关的国外文献资料时，发挥着重要的作用。
因此，主要学习和掌握专业外语的基本语法、句法和结构，通过这门课的学习，期望学生能掌握专业英语的特点；扩大专业英语词汇量，尤其关于本专业有关导弹、航天器、无人机等专业知识方面的英语词汇量；提高专业英语（或科技英语）文章的阅读速度；并进行相应专业英语文献的翻译，在此基础上掌握专业英语的写法，为今后从事工程技术和科学研究工作打下稳固的基础。
触摸屏的技术原理
触摸屏的技术原理所谓触摸屏，从市场概念上讲，是一种人人都可以使用的电脑输入设备，或者人们可以用它与电脑进行交流。
你不需要学习，每个人都需要。
它是触摸屏，最大的魔力，你不能把它比作键盘或鼠标。
每个人都可以使用它，这标志着计算机应用真正普及的到来。
这也是我们发展触摸屏，努力形成中国触摸产业的原因。
从技术触摸屏原理上讲，触摸屏是一套透明的绝对定位系统。
首先，它必须是透明的。
因此，必须通过材料技术解决透明问题。
其次它是绝对坐标，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，软件不需要一个光标，光标而不是影响用户的注意力，因为相对光标定位装置，相对定位的设备搬到一个地方要知道现在哪里，在哪个方向，始终需要不断地反馈到用户的当前位置，以出现偏差。
对于使用绝对坐标定位的触摸屏来说，这些都不是必须的，然后还有检测手指触摸动作和确定手指位置的能力。
各种触摸屏技术都是基于“检测手指触摸”。
1、触摸屏的第一个特点:透明，直接影响触摸屏的视觉效果。
透明的透明度，红外触摸屏技术和表面声波触摸屏只隔一层纯玻璃，透明是杰出的，其他的触摸屏会做一些调查，“透明”，在触摸屏行业，是一个非常广泛的概念，我们知道很多触摸屏是多层复合膜，总结在一个小透明的只有它的视觉效果是不够的，它应该包括至少四个特点:透明度、颜色失真、反射率和清晰度可以进一步划分。
例如，反射的程度包括镜面反射和衍射反射，但是我们的触摸屏表面没有像光盘那样的衍射反射。
对于用户来说，这四个指标基本上就足够了。
今天我尽量不把具体触摸屏“排队”，推进技术，今天可能是屏幕的声音是最理想的，明天可能是另一种，触摸屏的技术本质一些触摸屏，概念延伸，目的是为了让用户学会思考，学会判断，选择适当的触摸屏。
说透明度和颜色失真程度，首先，我们看到的颜色世界包含各种波长的可见颜色，之前没有完全解决透明材料科技，或还没有被很好地解决透明材料低成本技术，多层复合膜的触摸屏在每个波长下光穿透不能实现理想的一致状态。
北京航空航天大学保研—北航自动化科学与电气工程学院保研(推荐免试)外校推免硕士研究生复试安排
14：00 面试
机械 机械电子工程 303
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电气工程
304
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9 月 26 日 8：00-9：00
笔试 9：15 面试 9 月 26 日 8：30 笔试 14：00 面试
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第二次外校硕士免推生面试时间地点（时间 2013 年 10 月 8 日—9 日）寄送材料截至到 9 月 28 日
一级 研究方向名称
学科
模式识别与智 能系统
控制理论与控 制工程
控制 科学 与控 制工 程
嵌入式系统虚 拟仪器测控网 络与智能测试
诊断 自动检测与嵌 入式技术智能 仪器与智能机
器人 先进飞行控 制、导航、制 导与智能决
策； 计算机系统可 靠性与信息安
全；
系代号 301 302 307 305
复试时间
复试地点
9 月 28 日 8： ห้องสมุดไป่ตู้0—10：00 笔
试 10：15 面试 9 月 28 日 8： 00—10：00 笔
试 10：15 面试
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9 月 27 日 9:00 面试
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10 月 9 日
新主楼
现代仿真与虚
10：00-12：00
308
北航-现代控制理论结课大作业
1. 控制系统任务的物理描述为了满足飞机品质的要求，飞机的纵向运动和横侧向运动都需要有能够连续工作的阻尼器，以用来调整飞机的飞行姿态，避免其出现不必要的俯仰和倾斜。
维持飞机纵向运动的阻尼器称为俯仰阻尼器，维持飞机横侧向运动的阻尼器称为偏航阻尼器。
本次课程大作业旨在通过运用Matlab 的经典控制系统设计工具对某型飞机偏航阻尼器进行控制系统的设计。
2. 控制系统对象的数学模型巡航状态下，某型飞机侧向运动的状态空间模型为：111121314111222122232421221313233343132234142434441424()1()()()()2()()()3()()4t x t a a a a b b t x t a a a a b b u t a a a a b b u t x t t a a a a b b x t t x x x x ••••⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎡⎤⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥=+⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎢⎥⎣⎦ 1111213141221222324234()()()()()()x t c c c c y t x t c c c c y t x t x t ⎡⎤⎢⎥⎡⎤⎡⎤⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦⎣⎦⎢⎥⎣⎦式中： 1()x t ：侧滑角（单位为rad ）2()x t ：偏航角速度（单位为/rad s ）3()x t ：滚转角速度（单位为/rad s ）4()x t ：倾斜角（单位为rad ）输入向量及输出向量分别为：1()u t ：方向舵偏角（单位为rad ）2()u t ：副翼偏角（单位为rad ）1()y t ：偏航角速度（单位为/rad s ）2()y t ：倾斜角（单位为rad ）设飞机巡航飞行时的速度为0.8马赫，高度为40000英尺，此时模型的参数为：0.055800.99680.08020.04150.598000.11500.031803.050000.38800.4650000.0805 1.00000A --⎡⎤⎢⎥--⎢⎥=⎢⎥--⎢⎥⎣⎦ 0.007290.00000.475000.007750.15300.1430000B ⎡⎤⎢⎥-⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎣⎦0 1.000000 1.0C ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦0000D ⎡⎤=⎢⎥⎣⎦首先输入飞机状态空间模型参数。
触摸原理,多点触摸技术,难题等介绍
触摸屏的应用与工作原理触摸屏的中心议题：*触摸屏的基本原理*触摸屏的控制实现触摸屏的基本原理典型触摸屏的工作部分一般由三部分组成，如图1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的1000倍。
触摸屏工作时，上下导体层相当于电阻网络，如图2所示。
当某一层电极加上电压时，会在该网络上形成电压梯度。
如有外力使得上下两层在某一点接触，则在电极未加电压的另一层可以测得接触点处的电压，从而知道接触点处的坐标。
比如，在顶层的电极(X+,X－)上加上电压，则在顶层导体层上形成电压梯度，当有外力使得上下两层在某一点接触，在底层就可以测得接触点处的电压，再根据该电压与电极(X+)之间的距离关系，知道该处的X坐标。
然后，将电压切换到底层电极(Y+,Y－)上，并在顶层测量接触点处的电压，从而知道Y坐标。
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)。
本文以BB (Burr-Brown)公司生产的芯片ADS7843为例，介绍触摸屏控制的实现。
ADS7843的基本特性与典型应用ADS7843是一个内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片。
供电电压2.7~5 V，参考电压VREF为1 V~+VCC，转换电压的输入范围为0~ VREF，最高转换速率为125 kHz。
ADS7843的引脚配置如图3所示。
表1为引脚功能说明，图4为典型应用。
ADS7843的内部结构及参考电压模式选择ADS7843之所以能实现对触摸屏的控制，是因为其内部结构很容易实现电极电压的切换，并能进行快速A/D转换。
触摸控制原理
触摸控制原理嘿，朋友们！今天咱就来唠唠这个触摸控制原理。
你说这触摸控制，就好像是我们和机器之间的一种神奇“对话”方式。
你想想看，你轻轻用手指在屏幕上这么一划拉，嘿，它就懂你的意思啦！这多有意思呀！这触摸控制就像是一个特别懂你的朋友。
比如说，你想要打开一个应用，不用再去费劲地找按钮或者按键盘，直接手指头在屏幕上点一点，它就乖乖照做了，是不是特别神奇？就好像你跟朋友说“咱去吃火锅吧”，朋友马上就响应你，带你去吃火锅一样。
再说说这触摸控制的原理啊，其实也不复杂。
就好比是有很多很多的小眼睛在屏幕下面，你的手指一靠近，它们就能感觉到，然后把你的动作转化成机器能懂的信号。
这就像是一群小精灵，在默默地为你服务呢！咱平时用手机、平板啥的，不都是靠触摸控制嘛。
你在上面玩游戏，那操作得多溜呀，这可都多亏了触摸控制呢！你能那么顺畅地控制游戏角色跑啊、跳啊、攻击啊，不就是因为这神奇的触摸控制嘛。
你看啊，要是没有这触摸控制，那我们得用多少按钮和键盘呀，多麻烦呀！现在多方便呀，直接上手就来。
而且呀，随着技术越来越发达，这触摸控制也越来越灵敏，越来越精准了。
有时候我就在想，这科技发展得可真快呀！以前谁能想到我们能这么轻松地和机器互动呢？这触摸控制就像是给我们打开了一扇通往新世界的大门，让我们的生活变得更加丰富多彩。
你说，以后这触摸控制还会发展成啥样呢？会不会更加智能，更加厉害呢？我觉得肯定会的！说不定以后我们都不需要用手去触摸了，直接用眼神或者意念就能控制了呢，哈哈，那可就太酷啦！反正我是觉得这触摸控制真的是太棒啦！它让我们和机器的关系变得更加亲密，让我们的生活变得更加便捷和有趣。
你们觉得呢？难道你们不这么认为吗？。
触摸屏控制
实验三触摸屏控制一、实验目的通过本次实验进一步熟悉MagicARM2410 GPIO、UART、RTC，步进电机，直流电机，IIC的工作原理，能熟悉的编程控制；熟悉触摸屏中断控制。
二、实验要求在实验二的基础上，参考并研究实验箱配带的触摸屏控制的源代码及相关资料，作适当修改，将实验二中键盘交互控制变为触摸屏控制。
实现触摸屏控制直流、步进电机的加速和减速、正反转；并在超级终端和液晶屏上同步显示转速。
三、实验基本原理1．触摸屏原理触摸屏按其工作原理的不同分为表面声波屏、电容屏、电阻屏和红外屏几种。
而常见的又数电阻触摸屏。
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。
图8-1 （北泰）触摸屏的结构如图8-2 所示，当手指或笔触摸屏幕时(图c)，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（顶层）接通X 轴方向的5V 均匀电压场(图a)，使得检测层（底层）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X 轴坐标为（原点在在靠近接地点的那端）：Xi=Lx＊Vi / V（即分压原理），同理得出Y 轴的坐标，这就是所有电阻技术触摸屏共同的最基本原理。
使用触摸屏之前，要对触摸屏进行初始化设置。
触摸屏中断服务程序，进行ADC转换后输出显示。
2、步进电机是一种将电脉转化为角位移的数据控制电机，即给它一个脉冲信号，它就按设定的方向转动一个固定的角度。
用户可以通过设置脉冲的个数来控制角位移量，从而实现准确的定位操作；另外，通过控制脉冲频率来控制电机转动速度和加速度，从而实现调速的目的。
当然，对于步进电机各组绕组（即内部线圈）的控制脉冲要有一定的顺序，否则电机无法正常旋转。
触控技术在民用飞机驾驶舱控制板系统中的运用
触控技术在民用飞机驾驶舱控制板系统中的运用曾艺【摘要】当前民用飞机控制板设计仍采用大量的控制器件,易导致飞行员人为错误的出现,介绍了现在普遍运用的触控技术,并提出将触控技术运用在民用飞机驾驶舱控制板中,可实现机组人员和维修人员的操作的减负,同时可以减轻飞机的重量和成本,提高飞机的人机工效,为民用飞机驾驶舱控制板设计提供指导.【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2017(024)007【总页数】2页(P86-87)【关键词】触控技术;驾驶舱控制板;民用飞机【作者】曾艺【作者单位】上海飞机设计研究院,上海201210【正文语种】中文民用飞机驾驶舱控制板系统是人机交互中最重要的部分, 是飞行员对系统执行控制的输入终端。
驾驶舱控制板系统的设计水平体现人机工效的效能, 在一定程度上决定了飞机操纵的安全性和高效性。
驾驶舱控制板未来的发展方向，追求的是更高的安全性和可操作性，触控技术是一项崭新的大屏幕交互式设备实现技术，多点触控技术使得操作者可以利用一个或者多个手指直接与主集成设备进行信息交互，使人机交互更加人性化，更加自然。
随着触控技术的飞速发展，在大屏幕交互式设备上实现多点触控已经成为了必然趋势。
因此，将先进的触控式技术引入飞机控制板的操作，必将带来更高的安全性和可操作性，同时触控式技术的引入可以简化飞行员的操作，充分考虑驾驶舱设计的人为因素。
目前触控技术的发展已经非常成熟，常用触控技术控制屏种类包含电阻式触摸屏、电容式触摸屏和红外式触摸屏等[1-3]。
下面我们简单介绍比较常见的两种触摸屏。
电阻式触摸屏是利用压力感应进行控制的一种触摸屏。
图1为数字式电阻屏的工作原理，其上下基板的ITO条纹是互相垂直的。
当屏幕感受到压力会使ITO膜内凹，形成一个开关的通断机制，并侦测压力点。
如图1所示，当操作者以指尖或笔尖压按屏幕时，压力将使膜内凹，再通过侦测X 轴、Y 轴电压变化换算出对应的压力点，完成整个屏幕的触控处理机制。
触摸屏技术在民用飞机中的应用浅析
触摸屏技术在民用飞机中的应用浅析摘要:本文基于触摸屏控制技术的发展现状,探讨了飞机触摸屏控制技术的可行性和触摸屏控制技术的优点,总结了触摸屏控制技术在未来应用和推广中各方的考虑和关注点。
关键词：触摸屏技术；民用飞机引言驾驶舱是飞行员与飞机相互作用的核心位置，它使飞行员能够收集、感知和操作有关驾驶舱中飞机各个系统状态的信息。
飞机操纵的安全性和效率在很大程度上取决于驾驶舱显示屏和控制面板的设计。
伴随着触摸屏控制技术的迅速发展，驾驶舱中传统机械操纵器的一部分被触摸技术所取代。
这不仅减轻了重量，节省了空间，而且大大简化了飞行员的操作，提高了驾驶舱交互的效率，这对未来的驾驶舱控制至关重要。
本文根据触摸屏控制技术的现状分析了驾驶舱触摸屏控制技术的可行性和安全性，指出了今后应用中存在的潜在问题。
１触摸屏技术触摸屏控制目前主要包括电阻、电容、红外、声和声传感器等屏幕。
电阻式触摸幕:电阻触控屏幕采用多层架构，每层均采用静电表面。
这些层在正常状态下彼此分离，通过按手指，可以在接触点处的曲面之间进行电气接触。
由于该技术依赖导电层之间的压力，因此可以佩戴手套操作。
电容式触摸屏:电容式显示屏带有电容式或静电放电。
触摸时测量玻璃盖的触摸变化。
电容涂层通常比普通玻璃更硬，从而提高了抗划痕能力。
但是触摸屏不能与手套配合使用，因为它们依赖皮肤接触才能正常工作。
IR触摸屏:发光二极管位于显示器框架内，晶体管光学探测器与每个LED不同。
控制器在屏幕上检测LED和传感器生成的网络。
任何损坏网络的物体(手套、手套或其他物体)，都会影响红外辐射，并通过网络内红外辐射失效来测量触摸屏的位置。
声触摸屏:声触摸屏采用海量玻璃盖作为触摸传感器。
声波通过玻璃表面传输，并从反射阵列反射到覆盖层的边缘。
接收器检测用户接触玻璃表面时变化的波。
控制器逻辑会测量这些变化以确定接触的位置。
2触摸屏控制技术在飞机驾驶舱中的应用现状触摸屏控制技术打破了传统控制器设备的操作限制，使飞行员能够捕获触摸屏操作的各种信息类型，并自行配置信息的显示格式和内容。
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2020/9/4
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触摸屏专业术语
触摸屏： touch panel ITO：ITO是一种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 常有两回事个主要的性能指标:电阻率和光透过 率。 SNR：信噪比。 On-cell ：指将触摸面板功能嵌入到彩色滤光 片基板和偏光板之间的方法。 In-cell:指将触摸面板功能嵌入到液晶像素中的 方法. 模组：包括sensor,芯片，cover lens.
有触摸时，手指会吸收部分 声波能量，回收到的信号会 产生衰减，程序分析衰减情 况可以判断出触摸点坐标。
2020/9/4
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表面声波式触摸屏
优点：清晰度较高，透光率好。高度耐久，抗刮伤性良好。反应 灵敏、不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率高，寿命长（维 护良好情况下5000万次）；透光率高（92%），能保持清晰透亮 的图像质量，目前在公共场所使用较多。
电阻式触摸屏 电容式触摸屏 1. 表面电容式触摸屏 2. 透射电容式触摸屏
a、自电容 b、互电容 红外线式触摸屏 表面声波触摸屏
2020/9/4
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电阻式触摸屏
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，利用ADC对 电压的检测达到对坐标的测量。
缺点：表面声波屏需要经常维护，因为灰尘，油污甚至饮料的液 体沾污在屏的表面，都会阻塞触摸屏表面的导波槽，使波不能正 常发射，或使波形改变而控制器无法正常识别，从而影响触摸屏 的正常使用。
2020/9/4
20
触摸屏的市场规模
2020/9/4
2011年全球触控面板将达9.51 亿片，较2010年的7亿片、大 幅增长34.3%，出货总金额约 85亿美元。
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触摸屏专业术语
有效触摸区域：是指触摸屏能正常工作的范围，在这个 范围内触摸屏可以正常感应并正确反应，一般有效触摸 区域都要小于所采用的显示器尺寸。
分辨率：触摸屏的分辨率就是指所采用显示器的分辨率， 例如分辨率为1024×768 时，就是指在显示器的横向 上划分了1024个像素点，竖向上划分了768个像素点。
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红外线式触摸屏
优点：价格低廉、安装方便、可以用在各档次 的计算机上。
缺点：分辨率较低。
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表面声波式触摸屏
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。
IC FPC贴合
功能测试
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触摸屏控制芯片介绍
电阻式触摸屏控制芯片简单，内部通常有一个 10bit 精度的SAR ADC 检测坐标位置。
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互电容控制芯片原理
触摸控制芯片内部框图
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摸屏控制芯片介绍
控制IC 的工作主要分为两个部分：一是前端检测的模 拟电路，负责提取面板上的触控信号，另一部分是数字 电路（内含算法），负责计算触控位置，并将结果送到 系统CPU做进一步的处理（如手势辨别）
金属 ITO
基板
光阻
上光阻
Mask
曝光
去光阻
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蚀刻
显影
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触摸屏生产
基板
上光阻
去光阻
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蚀刻
曝光 显影
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触摸屏生产
基板
上光阻
去光阻
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蚀刻
曝光 显影
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触摸屏生产 切割
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功能测试
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触摸屏生产 后段流程介绍
Sensor
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ACF贴合
定位精度：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转为屏幕上的坐标，这就要求 触摸屏这套坐标系统不管在什么情况下，同一点的输出 数据是稳定的，如果不稳定，那么触摸屏就不能保证绝 对坐标定位的精确。
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从2008 年至2012 年，单就触 控sensor来看，其有效市场规 模2009年为2亿4千万颗。 2012 年将成长至约8亿1千万 颗，年复合增长率达到50%。
手机是触摸屏的主要市场。
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触摸屏的生产（互电容）
双层结构示意图
金属
金属面ITO 非金属面ITO
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触摸屏生产 金属蚀刻---双面制程(Metal First)
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电容式触摸屏
投射射式电容触摸屏：该种触摸屏的原理是， 当手指接触触摸屏时，手指作为导体，会和触 摸屏的Sensor（ITO 导电层）形成外部电容， 外部电容和Sensor 自有的内部电容形成并联电 路，改变内部电容的容量。通过高频交流电检 测内电容容量的改变，计算出触摸点的位置。
注意，使得沉寂已久的触摸屏产业再次获得青睐； 加上系统整合及TFT LCD面板大厂纷纷进入此产 业，触摸屏必将掀起一股新的热潮 摆脱了键盘、鼠标的束缚，人与电脑的最佳沟通 界面 广泛的用于手机、平板电脑、全球导航系统GPS、 游戏机PS、数码相机、MP3等
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触摸屏产品
Iphone带动了多点式电容屏的全新应用
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摸屏控制芯片介绍
触摸屏 Rfb
激励方波
Cfb
Csig VREF
电荷放大器
高斯正弦波
失调DAC
模拟域
数字域
混频器
减法器
ADC
数字累加滤波
整流器 混频器
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摸屏控制芯片介绍
它的工作原理如下：由芯片产生的方波信号作用于电容 屏的行上，由于人的手指、手掌或其它导电物体可以引 起信号电容的变化。随后的电荷放大器将变化的电荷转 化成变化的方波信号，送入后面的混频器，混频器将方 波信号转化成正弦波信号，以便于后的ADC处理。变 化的方波信号最终被ADC所采样，采样值送入数字部 分。数字电路对采样值进行滤波处理。数字电路在 MCU的控制下，完成对数据的处理，并将处理后的数 据送给主机。
由于前端检测电路提取的触摸信号非常的微弱（尤其是 投射式电容触控技术），需要有处理各种噪声的能力， 具有设计难度；随着触控面板的尺寸加大，ITO Sensor到触控IC的走线变长，处理信号更加微弱，并 且更易受到噪声干扰，也提高了前端模拟电路设计难度。
数字电路的设计目标是：快速且精准的报告触摸点给 CPU.同时，配合触控面板变大和多点触摸的趋势，数 字电路不但需要提高速度，也需要发展更复杂的算法。
触摸控制技术理论及设计规范
赵廷弟 教授
报告人：余佳
北京航空航天大学工程系统工程系
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目录
触摸屏的起源 触摸屏的分类 触摸屏的市场规模 触摸屏的生产流程 触控芯片的原理 触摸屏的专业术语
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触摸屏起源
起源于1970年代，美国为军事用途而发展 ATM、收银Pos机、公用咨询站均使用 2007年Apple引入多点电容式触控屏，引起各界
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电容式触摸屏（自电容）
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电阻式与电容式触摸屏
VS
透光性 寿命 耗电量 多点触摸 价20格20/9/4
电阻式触摸屏
电阻式
电容式触摸屏
电容式
透光率80%，反射关照对比度低，强光下看 不清楚
上层ITO 薄膜是寿命瓶颈，点击次数100万 次。
因为电流驱动，非操作时间也要耗电，效 率低。
电阻式的原理较简单，因此，ITO 工艺、模组组装、 控制IC 方面的成本和技术壁垒比电容屏低，在电容屏 成熟以前，在低端市场仍有相当的竞争力。
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电容式触摸屏
电容式触摸屏分为表面电容式和投射电容式 表面电容式种触摸屏的检测原理是，在其表面玻璃内侧
贴ITO 导电膜，屏幕四角各有一个电流检测器。当手指 和触摸屏接触时，两者之间形成电容，会感应出电荷， 从而改变导电膜上原来的电荷分布，通过四个角的电流 检测器感知电荷的改变量，计算出触点的位置。
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电容式触摸屏
电容屏sensor形成内部电容
手指形成外部电容，和电容屏 sensor形成的内部电容并联
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互电容触摸屏
互电容触摸屏定义：手 指接触形成的外部电容 将改变不同层ITO 导电 膜之间，由于ITO 导电 膜重叠形成的层间电容。
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互电容触摸屏
通常不支持多点触摸
便宜
90%以上，对比度高，清晰
一亿次
电场驱动，非操作时间不耗电， 效率高。
可以多点操作，实现多种手势的 丰富操作。
较贵
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红外线式触摸屏
红外触摸屏的四边排布 了红外发射管和红外接收 管，它们一一对应形成横 竖交叉的红外线矩阵。用 户在触摸屏幕时，手指会 挡住经过该位置的横竖两 条红外线，控制器通过计 算即可判断出触摸点的位 置。
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电阻式触摸屏
电阻屏原理
四线式电阻屏检测原理
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电阻式触摸屏
电阻式触摸屏的感应器件由两片彼此绝缘的ITO 导电 薄膜组成，中间的弹性支点用于将其分离，基板、PET 薄膜等用于结构上的支撑。当物体（手指、笔尖）压 触在表面的PET 薄膜上时，使外侧的ITO导电膜受压内 凹，和内侧的ITO 膜接触导通。在内侧导电膜上依次 施加横向和纵向的电压，通过检测外侧导电膜的电压 判断接触点的横纵坐标，外侧导电膜上的电压符合电 阻分压原理，即（假设此时检测纵坐标）该电压和参 考电压的比例，与该点的纵坐标存在线性对应关系。