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1、電容式觸摸屏入門(Only for TEKOM internal),Rejoice Zhao 2008/10/20,一、常見觸摸屏的種類,1。電阻式觸摸屏 2。電容式 3。紅外線 4。超聲波,手指觸摸的表面是一個硬塗層，用以保護下麵的PET層。PET層是很薄的有彈性的PET薄膜，當表面被觸摸時它會向下彎曲，並使得下麵的兩層ITO塗層能夠相互接觸並在該點連通電路。兩個ITO層之間是約千分之一英寸厚的一些隔離支點使兩層分開。最下麵是一個透明的硬底層用來支撐上面的結構，通常是玻璃或者塑膠。,1、電阻式觸摸屏：簡介,1、電阻式觸摸屏：工作原理,兩層之間距離僅為2.5微米,優缺點：電阻式觸摸屏的ITO塗
2、層比較薄且容易脆斷，塗得太厚又會降低透光且形成內反射降低清晰度，ITO外雖多加了一層薄塑膠保護層，但依然容易被銳利物件所破壞；且由於經常被觸動，表層ITO使用一定時間後會出現細小裂紋，甚至變型，如其中一點的外層ITO受破壞而斷裂，便失去作為導電體的作用，觸摸屏的壽命並不長久，而且需要經常做校正。但電阻式觸摸屏不受塵埃、水、汙物影響。 現狀：目前市場上大部分手機PDA等都是使用電阻式觸摸屏，需要配備手寫筆或者使用指尖等硬物稍用力壓才能實現功能。,1、電阻式觸摸屏：優缺點,2、電容式觸摸屏：簡介,(1)表面電容式 (Surface Capacitive Technology )：,表面電容觸摸屏只
3、採用單層的ITO，在觸摸屏四邊均鍍上狹長的電極，在導電體內形成一個低電壓交流電場。當手指觸摸屏表面時，手指與導體層間會形成一個耦合電容，就會有一定量的電荷轉移到人體。為了恢復這些電荷損失，電荷從螢幕的四角補充進來，各方向補充的電荷量和觸摸點的距離成比例，我們可以由此推算出觸摸點的位置。,2. 電容式觸摸屏：結構,(2)投射電容式 (Projected Capacitive Technology )：,投射電容觸摸屏與表面電容觸摸屏相比，可以穿透較厚的覆蓋層，而且不需要校正。感應電容式在兩層ITO塗層上蝕刻出不同的ITO模組，需要考慮模組的總阻抗，模組之間的連接線的阻抗，兩層ITO模組交叉處產生
4、的寄生電容等因素。,電阻觸摸屏的成本較低，競爭就很激烈，而且在性能和應用場合上有一定局限。電容式的優點如下： 1. 電容觸摸屏只需要觸摸，而不需要壓力來產生信號。 2. 電容觸摸屏在生產後只需要一次或者完全不需要校正，而電阻技術需要常規的校正。 3. 電容方案的壽命會長些，因為電容觸摸屏中的部件不需任何移動。電阻觸摸屏中，上層的ITO薄膜需要足夠薄才能有彈性，以便向下彎曲接觸到下麵的ITO薄膜。 4. 電容技術在光損失和系統功耗上優於電阻技術。 5. 選擇電容技術還是電阻技術主要取決於觸碰螢幕的物體。如果是手指觸碰，電容觸摸屏是比較好的選擇。如果需要觸筆，不管是塑膠還是金屬的，電阻觸摸屏可以勝
5、任。電容觸摸屏也可以使用觸筆，但是需要特製的觸筆來配合。 6. 表面電容式可以用於大尺寸觸摸屏，並且相成本也較低，但目前無法支持手勢識別；感應電容式主要用於中小尺寸觸摸屏，並且可以支持手勢識別。 7. 電容式技術耐磨損、壽命長，用戶使用時維護成本低，因此生產廠家的整體運營費用可被進一步降低。,2、電容式觸摸屏：優缺點,紅外線觸摸屏原理很簡單，只是在顯示器上加上光點距架框，無需在螢幕表面加上塗層或接駁控制器。光點距架框的四邊排列了紅外線發射管及接收管，在螢幕表面形成一個紅外線網。用戶以手指觸摸屏幕某一點，便會擋住經過該位置的橫豎兩條紅外線，電腦便可即時算出觸摸點位置。因為紅外觸摸屏不受電流、電壓
6、和靜電干擾，所以適宜某些惡劣的環境條件。其主要優點是價格低廉、安裝方便、不需要卡或其他任何控制器，可以用在各檔次的電腦上。不過，由於只是在普通螢幕增加了框架，在使用過程中架框四周的紅外線發射管及接收管很容易損壞。,3.紅外線觸摸屏,表面聲波是一種沿介質表面傳播的機械波。該種觸摸屏由觸摸屏、聲波發生器、反射器和聲波接受器組成，其中聲波發生器能發送一種高頻聲波跨越螢幕表面，當手指觸及螢幕時，觸點上的聲波即被阻止，由此確定座標位置。表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環境因素影響，解析度極高，有極好的防刮性，壽命長（5000萬次無故障）；透光率高（92%），能保持清晰透亮的圖像品質；沒有漂移，只需安裝時一
7、次校正；有第三軸（即壓力軸）回應，最適合公共場所使用。,4.表面聲波觸摸屏,二、ITO,1、什麼是ITO 2、 Touch Screen Implementation methods 3、ITO附著介質：ITO Glass， ITO Film,ITO 是銦錫氧化物(= Indium Tin Oxide)的英文縮寫，它是一種透明的導電體。通過調整銦和錫的比例，沉積方法，氧化程度以及晶粒的大小可以調整這種物質的性能。被用做電阻式和電容式觸摸屏的感應材料 薄的ITO材料透明性好，但是阻抗高；厚的ITO材料阻抗低，但是透明性會變差。在PET聚脂薄膜(電阻式觸摸屏會用到)上沉積時，反應溫度要下降到150
8、度以下，這會導致ITO氧化不完全，之後的應用中ITO會暴露在空氣或空氣隔層裏，它單位面積阻抗因為自氧化而隨時間變化。這使得電阻式觸摸屏需要經常校正。,1. 什麼是ITO？,Touch Screens use ITO for capacitive & resistive sensing ITO = Indium Tin Oxide Tin-doped Indium Oxide. Mixture is typically 90% Indium Oxide (In2O3) and 10% Tin Oxide (SnO2). Transparency is effected by Tin doping
9、 and ITO deposition process (ITO thickness and substrate material). ITO interfaces are electrically similar to traditional copper PCBs and flex circuits (ITO has a higher characteristic impedance than copper). Common ITO substrates are PET (Polyester film) & glass,1. 什麼是ITO？,Capacitive Touch Screens
10、 Requires conductive object (finger) 1 or 2 ITO layers Excellent transparency possible (90%) Low pointer precision,Resistive 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
11、than capacitive High pointer precision,2. Touch Screen Implementation Methods,Capacitive ITO Glass（電容式ITO玻璃） Lower cost than film (layer for layer) Better conductivity Excellent transparency ( 90%) Scratch-resistant Susceptible to cracking or shattering,Capacitive ITO Film (電容式ITO膠片) More expensive
12、than glass High resistivity Less transparent than glass Thinner and lighter material Can short or crack if bent,3. ITO Substrates （ITO附著介質）,ITO Film/Glass Structure,三、Cypress PSoc解決方案,目前的電容式觸摸屏解決方案中，Cypress PSoC產品以可編程，設計靈活，一致性好， 再加上高效的PSoC Express / PSoC designer開發環境而處於領先地位。,PSoC CapSense技術是根據電容感應的原
13、理使用CSA或CSD模組來實現的。PCB板或觸摸屏上相鄰的感應模組或導線之間會存在寄生電容（見圖四中的Cp），當有手指接近或觸摸兩個相鄰感應模組時，相當於附加了兩個電容，它們相當於並聯在Cp上的電容Cf。利用PSoC的CSA和CSD技術可以檢測到這個電容上的變化，從而確定有沒有手指觸摸。,1. PSoC CapSense技術原理,2.PSoC觸摸屏解決方案的優點,1. 是一種單晶片方案，和傳統方案相比減少了外部器件，降低了系統總體BOM成本。PSoC Express / PSoC designer開發環境，可以極大地節省開發時間和費用。 2. PSoC內部的IO和各種模擬/數字模組可以實現動態
14、重配置，不需要修改原理圖和PCB就可以更新設計以適應新的需求。 3.它支持多種通訊介面I2C / UART / SPI / USB等，可以和各種介面的主機方便連接，這些都會降低系統更新的成本。 4. PSoC可以針對外界環境變化 RF干擾 / 溫度變化 / 電源波動等靈活設置參數，在LCD顯示器、手機、數碼相機和白色家電的觸摸控制中得到了廣泛的應用。 5. 除了控制觸摸以外，PSoC還可實現LED背光控制，馬達控制，電源管理，I/O擴展等增值功能。,四、通訊方式,1。UART：Universal Asynchronous Receiver and Transmitter 通用非同步接收/發送裝
15、置 . 2。SPI：Serial Peripheral interface串行週邊設備介面。 SPI匯流排系統是一種同步串行外設介面，可以使MCU與週邊設備以串行方式進行通信。 3。I2C：(InterIntegrated Circuit) I2C匯流排是一種由PHILIPS公司開發的兩線式串行匯流排，用於連接微控制器及其週邊設備。,Cypress PSoC系統中的通訊模組,UART模組是一個8位通用型非同步收發器，支持通過2根線(TX, RX)來實現符合RS232數據格式的雙工串行通訊。 SPI(主/從)模組是一個串行外設互連(主/從)設備,通過3線(SDI, SDO, SCLK)實現全雙工
16、同步8位數據傳輸。 I2C(主/從)模組是工業標準飛利浦I2C匯流排相容介面，主設備與多個從設備通訊只需2線(SDA, SCL)即可。,五、PC端演示工具的使用,(1)Demo Application: TekomOpt_Diamond_Panel_Demo 0.30 Setup.exe (2)Demo Board Driver: PL2303 Driver,Install Demo Application,Install PL2303 Driver,(1)Install PL2303 driver for USB-to Serial communication,Install PL2303 Driver,(2) After Install OK, plug USB to Demo Kit. Then you will find a new COM port,Usage of the Demo Application,(1) Photo View assistor (2) Panel Performance (3) Draw (Handwrite),(1) Photo vi
