步科觸摸屏課件

步科觸摸屏使用知識提綱觸摸屏原理通訊組態(tài)編程實現(xiàn)觸摸屏原理觸摸屏的應(yīng)用觸摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡單、方便、自然的一種人機交互方式。觸摸屏的應(yīng)用范圍非常廣闊：

1）公共信息的查詢：如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢，城市街頭的信息查詢。

2）領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點歌點菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等。

3）消費電子：如手機。電阻式觸摸屏

1）四線電阻式觸摸屏

2）五線電阻式觸摸屏

3）六線電阻式觸摸屏

4）七線電阻式觸摸屏電容式觸摸屏

1）單點觸摸屏

2）多點觸摸屏（IPhone）紅外線觸摸屏外表聲波觸摸屏觸摸屏的分類透明導(dǎo)電材料ITO：ITO是IndiumTinOxides的縮寫。

ITO是一種N型氧化物半導(dǎo)體-氧化銦錫,ITO薄膜即銦錫氧化物半導(dǎo)體透明導(dǎo)電膜,通常有兩個性能指標(biāo):電阻率和透光率。特性是當(dāng)厚度降到1800個埃（埃＝10-10米）以下時會突然變得透明，透光率為80％，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時又上升到80％。一般是通過真空離子濺射工藝將ITO薄膜鍍到塑料或者玻璃上。在氧化物導(dǎo)電膜中，以摻Sn的In2O3(ITO)膜的透過率最高和導(dǎo)電性能最好,而且容易在酸液中蝕刻出細(xì)微的圖形.其中透過率以達(dá)90%以上,ITO中其透過率和阻值分別由In2O3與Sn2O3之比例來控制,通常Sn2O3:In2O3=1:9.電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏都用到ITO材料。電阻式觸摸屏四線制電阻觸摸屏：四線制電阻觸摸屏測量X坐標(biāo)時：1）在X+，X-兩電極加上一個電壓Vref，Y+接一個高阻抗的ADC。2）兩電極間的電場呈均勻分布，方向為X+到X-。3）手觸摸時，兩個導(dǎo)電層在觸摸點接觸，觸摸點X層的電位被導(dǎo)至

Y層所接的ADC，得到電壓Vx。4）通過Lx/L=Vx/Vref，即可得到x點的坐標(biāo)。Y軸的坐標(biāo)可同理將Y+，Y-接上電壓Vref，然后X+電極接高阻抗ADC得到。四線制電阻觸摸屏四線電阻式觸摸屏除了可以得到觸點的X/Y坐標(biāo)，還可以測得觸點的壓力，這是因為toplayer施壓后，上下層ITO發(fā)生接觸，在觸點上實際是有電阻存在的，如下圖的Rtouch。壓力越大，接觸越充分，電阻越小，通過測量這個電阻的大小可以量化壓力大小。四線制電阻觸摸屏1.X-接地，X+接電源，Y+接ADC得到觸點的X點電壓。2.X-接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z1點的電壓。3.X-接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z2點的電壓。現(xiàn)在可以算出X坐標(biāo)，電壓z1，z2，還要知道X-lineY-line的總電阻值就可以計算了。四線制電阻觸摸

四線電阻式觸摸屏的缺點是耐用性不夠，長時間的觸按施壓會使器件損壞。因為每次觸按，上層的PET和ITO都會發(fā)生形變，而ITO材質(zhì)較脆，在形變經(jīng)常發(fā)生時容易損壞。一旦ITO層斷裂，導(dǎo)電的均勻性也就被破壞，上面推導(dǎo)坐標(biāo)時的比例等效性也就不再存在，因此四線電阻觸摸屏的壽命不長。五線制電阻觸摸屏五線電阻式觸摸屏：五線觸摸屏的結(jié)構(gòu)與四線電阻式類似，也有下線路（玻璃或薄膜材料）導(dǎo)電ITO層和上線路（薄膜材料）導(dǎo)電ITO層。五線制電阻觸摸屏五線電阻式觸摸屏工作時，UL施加驅(qū)動電壓Vdrive，LR接地，測量觸點X,Y坐標(biāo)分為如下兩步：

1計算Y坐標(biāo)，在UR電極施加驅(qū)動電壓Vdrive，LL電極接地，活動電極做為引出端測量得到接觸點的電壓。2計算X坐標(biāo)，在LL電極施加驅(qū)動電壓Vdrive，UR電極接地，活動電極做為引出端測量得到接觸點的電壓。五線制電阻觸摸屏五線觸摸屏的工作原理與四線電阻式不同的是：五線式的X和Y方向上的驅(qū)動電壓均由下線路的ITO層產(chǎn)生，而上線路層僅僅扮演偵測電壓探針的作用。即便上線路薄膜層被刮傷或損壞，觸摸屏也能正常工作，所以五線電阻式的使用壽命遠(yuǎn)比四線式的長。其他類型電阻觸摸屏六線電阻式觸摸屏：在五線電阻式觸摸屏的基礎(chǔ)上，六線電阻式觸摸屏是在玻璃基板的背面增加了一個接地的導(dǎo)電層，用來隔絕來自玻璃基板背面的信號串?dāng)_。七線電阻式觸摸屏：同四線電阻式觸摸屏一樣，五線電阻式觸摸屏也沒有考慮電極抽頭引線和驅(qū)動電極的電路的寄生電阻，這部分電阻并不包含在ITO電阻之內(nèi)，很可能影響計算的正確性，因此七線電阻式觸摸屏在五線電阻式觸摸屏的基礎(chǔ)上，從UL,LR兩端各引出一條線用來感應(yīng)實際觸摸屏末端電壓，分別記為Vmax,Vmin，工作原理與五線電阻式觸摸屏相同。其他類型電阻觸摸屏八線電阻式觸摸屏：八線電阻式觸摸屏的結(jié)構(gòu)與四線類似，所區(qū)別的是除了引出X-drive，X+drive，Y-drive，Y+drive四個電極，還在每個導(dǎo)電條末端引出一條線：X-sense，X+sense，Y-sense，Y+sense，這樣一共八條線。其他類型電阻觸摸屏·在Y+電極施加驅(qū)動電壓Vdrive，Y-電極接地，分別測出Y+sense和Y-sense的電壓，分別記為VYMAX和VYMIN，

·在X+電極施加驅(qū)動電壓Vdrive，X-電極接地，分別測出X+sense和X-sense的電壓，分別記為VXMAX和VXMIN。

五線觸摸屏主要是考慮電極抽頭引線和驅(qū)動電極的電路的寄生電阻，這部分電阻并不包含在ITO電阻之內(nèi)，而且受環(huán)境溫度影響阻值波動，很可能影響計算的正確性。電容式觸摸屏電容式觸摸屏是利用人體的電流感應(yīng)進行工作的。老式電容觸摸屏電容式觸摸屏

當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r，由于人體電場，用戶手指頭和工作面形成一個耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，于是手指頭吸收走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏四個角上的電極中流出，并且理論上流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過對這四個電流比例的精密計算，得出觸摸點的位置。

在電容式觸摸屏問世后多年，觸摸屏都只能每次響應(yīng)一個觸點。一旦我們操控超過一個觸點，電容式觸摸屏就會因為無法定位而讓光標(biāo)錯亂。電容式觸摸屏新式電容觸摸屏：新式電容觸摸屏是從電容式觸摸按鍵經(jīng)過插值算法引申出來的一種觸摸屏檢測方法，可以支持多點觸摸。如Iphone使用的就是典型的電容觸摸感應(yīng)實現(xiàn)多點觸摸。電容式觸摸按鍵原理當(dāng)人手碰到感應(yīng)電極時，電極和地之間的電容由原來的Cp變?yōu)镃p+2Cf，顯然增大了。電容式觸摸按鍵原理1）Cx為所測電容。2）φ1Φ2為一對反相脈沖，控制兩個開關(guān)斷開/閉合。開關(guān)電容電路等效可看成一個電阻，電阻的大小與Cx，以及φ1Φ2的占空比、頻率相關(guān)。

Rcx=1/fCx3）Cmod為一儲電電容，大小可隨實際情況調(diào)整。電容式觸摸按鍵原理Vdd向Cmod充電，當(dāng)Cmod電壓超過參考電壓Vref時，比較器輸出高。鎖存器也輸出高，打開放電開關(guān)，Cmod上的電量通過Rb被釋放掉，降到Vref以下，比較器輸出低，鎖存器也輸出低，放電開關(guān)又?jǐn)嚅_。如此反復(fù)，形成了一個震蕩頻率與Cx密切相關(guān)的波形。電容式觸摸滑條原理滑條算法的實現(xiàn)：通過對有限的電容觸摸按鍵的檢測結(jié)果，加上插值算法，實現(xiàn)大分辨率的位置感應(yīng)。如果在一塊玻璃的兩面均鍍上滑條，切方向相反，就成了一塊簡單的觸摸屏了。也可以實現(xiàn)多點的檢測，但是因為所有的觸摸鍵電容均是相對于地的電容，效果不好。電容式觸摸屏原理Multi-TouchAll-Point：多點觸摸識別位置可以應(yīng)用于任何觸摸手勢的檢測，可以檢測到雙手十個手指的同時觸摸，也允許其他非手指觸摸形式，比如手掌、臉、拳頭等，甚至戴手套也可以。Multi-TouchAll-Point基于互電容的檢測方式，而不是自電容，互電容是檢測行列交叉處的互電容（也就是耦合電容Cm）的變化，當(dāng)行列交叉通過時，行列之間會產(chǎn)生互電容（包括：行列感應(yīng)單元之間的邊緣電容，行列交叉重疊處產(chǎn)生的耦合電容），有手指存在時互電容會減小，就可以判斷觸摸存在，并且準(zhǔn)確判斷每一個觸摸點位置。紅外線觸摸屏

紅外觸摸屏是在緊貼屏幕前密布X、Y方向上的紅外線矩陣，通過不停的掃描是否有紅外線被物體阻擋檢測并定位用戶的觸摸?？梢娂t外線觸摸屏可以實現(xiàn)多點觸摸檢測。表面聲波觸摸屏表面聲波觸摸屏的觸摸屏部分可以是一塊平面、球面或是柱面的玻璃平板，安裝在CRT、LED、LCD或是等離子顯示器屏幕的前面。玻璃屏的左上角和右下角各固定了豎直和水平方向的超聲波發(fā)射換能器，右上角則固定了兩個相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個周邊則刻有45°角由疏到密間隔非常精密的反射條紋。表面聲波觸摸屏原理以右下角的X-軸發(fā)射換能器為例：發(fā)射換能器把控制器通過觸摸屏電纜送來的電信號轉(zhuǎn)化為聲波能量向左方表面?zhèn)鬟f，然后由玻璃板下邊的一組精密反射條紋把聲波能量反射成向上的均勻面?zhèn)鬟f，聲波能量經(jīng)過屏體表面，再由上邊的反射條紋聚成向右的線傳播給X-軸的接收換能器，接收換能器將返回的表面聲波能量變?yōu)殡娦盘?。?dāng)發(fā)射換能器發(fā)射一個窄脈沖后，聲波能量歷經(jīng)不同途徑到達(dá)接收換能器，走最右邊的最早到達(dá)，走最左邊的最晚到達(dá)，早到達(dá)的和晚到達(dá)的這些聲波能量疊加成一個較寬的波形信號。發(fā)射信號與接收信號波形在沒有觸摸的時候，接收信號的波形與參照波形完全一樣。當(dāng)手指或其它能夠吸收或阻擋聲波能量的物體觸摸屏幕時，X軸途經(jīng)手指部位向上走的聲波能量被部分吸收，反應(yīng)在接收波形上即某一時刻位置上波形有一個衰減缺口。計算機與智能產(chǎn)品/產(chǎn)品之間通訊有線：1.單片機串口（TTL電平）；

2.RS232串口；

3.RS422/485串口；

4.CAN總線； 5.profibus總線；6.以太網(wǎng)（ETHERNET）無線：1.無線電通信模塊；

2.GSM公共通信網(wǎng)絡(luò)

。

RS232與RS485的區(qū)別接口的物理結(jié)構(gòu)通訊距離的長短接口的電氣特性能否支持多點通訊傳輸數(shù)據(jù)的最大波特率通訊線的差別讓我向你一一說清楚吧！RS232與RS485的區(qū)別接口的物理結(jié)構(gòu)RS232接口連接器使用型號為DB-25的25芯插頭座。一些設(shè)備與PC機連接的RS-232接口,因為不使用對方的傳送控制信號，只需三條接口線，即“發(fā)送數(shù)據(jù)”、“接收數(shù)據(jù)”和“信號地”

。所以采DB-9的9芯插頭座，傳輸線采用屏蔽雙絞線。RS232：DB-9的9芯插頭座RS232與RS485的區(qū)別接口的物理結(jié)構(gòu)RS485：RS485無具體的物理形狀，根據(jù)工程的實際情況而采用的接口。RS232與RS485的區(qū)別接口的電氣特性

接口的信號電平值較高(信號“1”為“-3V至-15V”,信號“0”為“3至15V”)，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平(0~“<0.8V”,1~“>2.0V”)不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接?？垢蓴_能力差。

RS232：傳輸電平信號信號地15V5V3V-15V-5V-3V信號“０”信號“１”傳輸信號地15V5V3V-15V-5V-3V干擾信號兩信號疊加信號地15V5V3V-15V-5V-3V信號“０”信號“１”被干擾的傳輸信號,紅色區(qū)域出現(xiàn)了無法識別的電壓信號。01011010#1#01111干擾之前與干擾之后的信號對比注：#代表無法識別RS232與RS485的區(qū)別接口的電氣特性RS485：傳輸差分信號

邏輯“1”以兩線間的電壓差為+（2—6）V表示；邏輯“0”以兩線間的電壓差為-（2—6）V表示。接口信號電平比RS-232降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接?？垢蓴_能力強。05V2V-2VA線電壓信號06V2V-6V-2VA、B兩線電壓差信號信號“1”信號“0”05V2VB線電壓信號A線電壓-B線電壓共模干擾信號消失05V2V-2VA線電壓信號0