触摸概述

关于触摸，目前有触摸按键和触摸屏两大类 触摸按键是现有机械按键之替代，最普遍的是电容式触摸按键 触摸屏，现在主要有电阻式触摸屏和电容式触摸屏两种 电阻式触摸屏的特点是价格低廉、手写等 而作为新趋势的电容式触摸屏比较高端一些，其杀手级应用是支持复杂手势的多点触控技术，支持手势放大缩小旋转等的效果，典型代表是iPhone 总之 如果您注重价格或需要手写（电容式手写还有待发展）,可选择电阻式触摸屏,电阻式目前比较成熟,价格便宜 如果你需要支持复杂手势的多点触控技术,拥有像iphone那样手势放大缩小旋转等的效果,则需要选择电容式触摸屏

触摸之触摸按键

电容式触摸按键

最常用 电容式是基于人体的电容效应，电容式功耗低，电容式可能会受触摸表面的液体影响而出发，电容式可能在带手套情况下检测不到触摸，而电容式的适合使用玻璃或塑料，电容式的集成的外设减少了外围器件的数量 可以用专用芯片来做，通过I2C等方式传送数据到CPU；也可以用单片机来做

电感式触摸按键

电感式是基于导电片的移动；电感式功耗大；电容式可能会受触摸表面的液体影响而出发，电感式的不会；电容式可能在带手套情况下检测不到触摸，电感式无影响电感式的理论上可以任何材料；电感式的由于接口装置的需要，机械设计复杂程度略高。 电容式适合于塑料、玻璃等面板，实现机理一个是振荡频率检测，一个是电容电压检测 对应金属如不锈钢等面板，需要用电感式触摸方案，电感式方案目前有MCP2036前端检测单元，然后配合任何单片机实现电感式适合任何材料 电感式机理是面板变形，然后电感发生变化 面板轻微变形 要有空洞？   MCP2036 电感式传感器模拟前端器件  

电阻式触摸屏VS电容式触摸屏

优缺点对比： 1.电阻触摸屏 1.1  优点 经过多年的应用和发展，技术已经相当成熟 价格较低，节约成本 使用方便，任何触头都可以使用 永不漂移 工作在与外界完全隔离的环境中，不怕灰尘、水气和油污 1.2  缺点 由于复合薄膜的外层采用塑料，太用力或使用锐器触摸可能划伤触摸屏 必须按压操作 目前只支持单点触摸 2.电容触摸屏 2.1  优点 电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏，但还不能和五线电阻屏相比 目前可支持多重触摸 电容式触控采用玻璃，使用寿命比较长。 只需触摸，无需按压操作 2.2  缺点 人体成为线路的一部分，因而漂移现象比较严重。 对大多数的环境污染物有抗力。 带手套不起作用。 需经常校准。 不适用于金属机柜。 当外界有电感和磁感的时候，会使触摸屏失灵 需人体触摸，如果屏幕较小，触摸困难

电阻式触摸屏

如果您注重价格,可选择电阻式触摸屏,电阻式目前比较成熟,价格便宜 如果你需要支持复杂手势的多点触控技术,拥有像iphone那样手势放大缩小旋转等的效果,则需要选择电容式触摸屏 四线 无线 通过一个触摸屏控制器连接4线或5线或8线的触摸屏，然后通过SPI/I2C/UART这些方式传送数据到cpu 由于先天结构(原理)上的原因，使用一段时间后需要重新对触摸屏进行校正。低端的4线电阻式触摸屏需要直接与指尖或笔接触，所以在上盖的设计上会有一个开孔，对外界的各种干扰(灰尘，湿气，ESD等等)都缺乏有效的防护，所以可靠性和耐用性较差。高端的5线式电阻式触摸屏可以通过改善结构解决这个问题，但成本上已经和电容式持平。且对一些复杂的手势(特别是多点触摸)缺乏有效的支持，而这恰恰就是电容式触摸屏最大的卖点。 手写 需要按压 电阻式方案已经非常成熟，一般都是和液晶屏打包配套，成本比较低

电容式触摸屏

电容式触摸屏 成本高 指甲按压不行,手写笔不行 手指肚 电容触摸屏可以实现多点触摸，并在亮度和耐用性上超过电阻触摸屏，有不少人认为未来它将逐渐取代后者。但问题的关键是，何时它的价位才能与电阻式竞争？ 多点触摸有哪些杀手应用？电容触摸屏控制IC是不是也会走集成之路？它是与前端显示模组集成还是后端主芯片集成 目前只能通过手指来感应 可以对多点触摸等复杂的手势可以提供完善的支持 多点触控是电容式的杀手应用 相较于传统电阻式触控技术，电容式技术的优点包括能提供高达97%的穿透率与更真实的色彩呈现、只需轻触即可操控所带来的便利性，以及多达两亿次的使用寿命，约是四线电阻式的两百倍和五线电阻式的五倍。这些特性令电容式触控技术迅速获得高端电子产品的青睐使用 电容触摸屏的透光率和清晰度优于四线电阻屏，当然还不能和表面声波屏和五线电阻屏相比。电容屏反光严重，而且，电容技术的四层复合触摸屏对各波长光的透光率不均匀，存在色彩失真的问题，由于光线在各层间的反射，还造成图像字符的模糊。 多点触控 可识别方向

市面上一些提供商

• cypress，Cpress公司的CapSense技术可以说是感应技术的先驱，走在了这一领域的前列，在高端产品中有广泛应用
• 台湾专用芯片HL5239A，芯片全部处理了，按上去就发送数据，上电要对芯片进行初始化

电路上： 直接上传I2C数据到主控芯片，主控芯片外部中断然后接收 CLOCK_KEY用中断 程序中： 初始化芯片-EN CLK DATA均输出 检测数据：EN输出 CLK DATA输入 中断接收数据，然后产生接收成功标志然后处理

• microchip mTouch方案
• 深圳市阿达电子
• Atmel的QTouch方案，在AVR单片机上做，Atmel并购了电容式感测技术IP暨使用者接口解决方案供货商Quantum Research
• Renesas
• ST
• Broadcom
• 深圳万代
• 义隆
• 新思科技

mTouch具体选型

16F CSM

16f722/193x带有CSM传感模块，比如1933有8路

18f、24f CTMU

充电时间检测单元，可以用来做触摸按键

其他

如果是一个按键，可用PIC10f206来做，一个比较器做的 如果是4个以内的按键，可用PIC16F616/690来做，两个比较器做的，通过配对可以做到10个按键 CVD方式是cap voltage devider，可以用AD来做

查询最新器件情况

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解释microchip mTouch方案

microchip mTouch方案包含电容式、电感式和电阻式的。电容式是目前应用最广泛的。Microchip并购通用触控屏幕控制气软硬件方案供货商Hampshire加强其触摸应用

• 比较器加简单RC振荡方式

这种方式比较适合一个按键情况，通过集成模拟比较器的PIC10F204或PIC10F206实现触摸感应功能，用到的硬件资源为模拟比较器和Timer0定时器。图1为电路图，上电时，触摸感应电容Cp没有充电，比较器输出高电平，通过D1给电容迅速充电至接近VDD，之后比较器翻转，输出低电平，Cp通过R1放电，直至低于内部参考电压0.6V，比较器翻转输出高，进入下一个振荡周期。将比较器输出送给Timer0，作为时基，经过固定的软件延时，读出Timer0的值，可以计算出比较器输出频率。当手指接触按键时，电容值改变，随之比较器输出频率改变，读出的Timer0的值发生变化，从而检测到有触摸动作。 内带两个比较器： 一旦振荡器构建好了，就必须监控它的频率，检测是否有手指触压导致的频率下降。图 5 是更完整的原理图，其中C2OUT不仅驱动振荡器，而且还连接到Timer1的时钟输入 T1CKI。 每次当C2OUT从0变到1时，Timer1都将增加一。如果不受打扰的话， Timer1 将一直不停地增加，最后翻转归零。不过，这对于电容触摸传感而言，没有什么用处。为了使 Timer1 变得有用，就要用固定的时基在一段确定的时间内测量频率。 Timer0 提供了这样的周期固定的时基。 在开始测量时，Timer0清零，然后计数至255，而后将溢出。溢出时，Timer0 的中断 T0IF将使程序通过中断向量跳转到中断服务程序。然后读取 TMR1 的值，与前一个读数进行比较。这样，就完成了对按钮的一次扫描。  如果TMR1 的当前值明显变低，那么电容增加，频率下降，于是就检测到有按钮按下。必须设置Timer0的预分频器，使得Timer0在Timer1 之前溢出。

• CVD方式

CVD 為Microchip 對於 mTouch 所提出較新的偵測方式，其優點為偵測速度快 & 任何具備  A/D 的PIC 皆可使用，依照Microchip AE 的表示 CVD 偵測方式對於抗雜訊能力優於CSM

• 容性传感模块(CSM)方式

PIC16F72X系列集成了CSM，如图2所示，这个模块具有恒定的拉灌电流能力，能够直接驱动容性负载(PCB焊盘)，在触摸感应电容上形成连续振荡的三角波，CSM输出同频率的方波，方波信号可以提供给Timer0或Timer1做时基，通过Timer2中断读出相对应的计数值，即代表对应频率。这种方式电路非常简单，可以直接将焊盘连接到CSM输入对应的引脚。

• 充电时间检测单元(CTMU)方式

PIC18F系列和PIC24FJ系列中有一部分单片机（比如PIC24FGA1）具有CTMU功能，如图3所示，CTMU核心为一个恒流源，输出电流大小可以通过软件配置。CTMU通道可以直接与片内ADC相连。系统工作时，只需要将CTMU恒流源打开，设定一个固定时间给触摸感应电容充电，然后利用ADC对电容上电压进行转换。如果有触摸，电容值变大，经过恒定电流固定时间充电后，电容上电压会变小，因此根据ADC转换结果，即可以判断是否有触摸动作。

• mTouch电阻式触摸屏控制器

AR1000系列 可输入4线、5线、8线触摸屏信号，向主控CPU传送SPI/I2C/UART信号

• 电感式触摸

主要应用领域：金属面板，不锈钢面板的家电市场；需要技术上持久耐用性的工业市场；以及需要技术上有流线感又要减少意外接碰而引起触发的汽车市场。电感式触摸传感的基本工作原理是可以透过塑料、不锈钢或铝制的面板工作，即便是使用者戴着手套或面板上落上了液体，传感器依然可以正常工作。 利用这一新技术，设计人员可以在标准8位、16位或32位PIC单片机（MCU）或16位dsPIC数字信号控制器（DSC）中利用其现有应用代码集成电感式触摸传感功能，进而降低系统总成本。

布板

在可能的情况下，连接到触摸屏的走线应尽可能窄，同时远离地和其他走线，以减小寄生电容和传感器相互之间的耦合。另外，如果可能，也最好不要在焊盘下面的区域走线。相反，在焊盘外部走线，在焊盘之间留出空隙。当使用两层 PCB 板时，最后使所有器件的走线布在 PCB底层，而仅将焊盘布在 PCB的顶层。

关于触摸屏touch screen panel

其实不过是把按键分布在显示屏幕上面，不是什么输入和显示集成 触摸屏touch screen 可分为表面声波屏、电容屏、电阻屏和红外屏几种，常见的数电阻触摸屏 电阻式resistance type 电容式capacitance type 红外线infrared type 声表面波surface sound wave type 触摸屏产品在我国已逐渐形成了产业 触摸屏输入可用于取代诸如键盘、光笔、操纵杆、滚球、鼠标器及数字转换器一类的数据输入设备，或取代分立开关与薄膜开关之类的面板操作装置。其优点是操作 简便直观、图像清晰、坚固耐用及节省空间，它可配用于一切电子显示器，并可与显示器制成一体，人机交互性佳，操作方便，使用灵活，效率高及输入速度快。故 触摸屏输入装置将会发展成为未来诸种信息产品的主流技术之一。 触摸屏是由触摸检测部件及触摸控制器组成。前者装于显示屏的前面，用于检测用户触摸的位置，接收后将其送至触摸屏控制器。而后者的主要作用是从触摸点检测装置上接收信息，并将其转换成触点坐标，再送至CPU，它同时还可接收CPU发送来的命令，并加以执行。 电阻式触摸屏工作在与外界完全隔离的环境中，它不怕灰尘、水气和油污，可以用任何物体来触摸，比较适合工业控制领域使用。缺点是由于复合薄膜的外层采用塑料，太用力或使用锐器触摸可能划伤触摸屏。 电容式触摸屏的分辨率很高，透光率也不错，可以很好地满足各方面的要求，在公共场所常见的就是这种触摸屏。不过，电容式触摸屏把人体当作电容器的一个电极 使用，当有导体靠近并与夹层ITO工作面之间耦合出足够大的电容时，流走的电流就会引起电容式触摸屏的误动作；另外，戴着手套或手持绝缘物体触摸时会没有 反应，这是因为增加了绝缘的介质。 红外线触摸屏是靠测定红外线的通断来确定触摸位置的，与触摸屏所选用的透明挡板的材料无关(有一些根本就没有使用任何挡板) 。因此，选用透光性能好的挡板, 并加以抗反光处理，可以得到很好的视觉效果。但是，受到红外线发射管体积的限制，不可能发射高密度的红外线，所以这种触摸屏的分辨率不高。另外，由于红外 线触摸屏依靠红外感应来工作，外界光线变化，如阳光或室内灯等均会影响其准确度。 表面声波技术非常稳定，而且表面声波触摸屏的控制器靠测量衰减时刻在时间轴上的位置来计算触摸位置，所以其精度非常高。表面声波触摸屏还具有第三轴(z 轴)，也就是压力轴-通过计算接收信号衰减处的衰减量可得到用户触摸屏幕的力量大小，最多可分为2 5 6级力度。力量越大，接收信号波形上的衰减缺口也就越宽越深，在所有的触摸屏中，只有表面声波触摸屏具有感知触摸压力的性能。 ―――――――― 触摸屏是由触摸 检测部件及触摸控制器组成。前者装于显示屏的前面，用于检测用户触摸的位置，接收后将其送至触摸屏控制器。而后者的主要作用是从触摸点检测装置上接收信 息，并将其转换成触点坐标，再送至CPU，它同时还可接收CPU发送来的命令，并加以执行。最现代的触摸屏操作方式简化操作，使用者无需再通过键盘和鼠标 器，仅用手指触摸屏幕上的图形、表格或提示标志，便可从屏幕上得到其所需的诸种信息。因此，触摸屏的功能将会直接影响使用者的操作意愿。触摸屏输入完全摒 弃了键盘的繁琐输入，使得人机交互仅需手指轻轻一触即可。可以说，所有信息尽在指尖之中（见图1）。触摸屏输入可用于取代诸如键盘、光笔、操纵杆、滚球、 鼠标器及数字转换器一类的数据输入设备，或取代分立开关与薄膜开关之类的面板操作装置。其优点是操作简便直观、图像清晰、坚固耐用及节省空间，它可配用于 一切电子显示器，并可与显示器制成一体，人机交互性佳，操作方便，使用灵活，效率高及输入速度快。故触摸屏输入装置将会发展成为未来诸种信息产品的主流技 术之一。 电阻压力触摸屏的品牌很多等，但它们的反应原理都一样，所不同的是它们的制作工艺及基材不同，电阻压力触摸屏的屏幕表面有两层导电层，中间用隔离点隔开，当人体触摸时，导电层接触，影响电流的重新分配而产生反应，电阻压力触摸屏因其本身特性，定位特别准确，不受工作环境、污秽、尘埃、油渍的影响，任何物品触摸都能产生反应，基材采用防暴、高透光性钢化玻璃，完全适合在公众场所使用，其分辨率为4096×4096， 单点触摸次数高达3000万次， 满足特殊软件环境的使用，电阻压力触摸屏触摸感应灵敏，能在8ms-15ms内作出反应，触摸力度小于3盎司，控制器提供了RS232接口，可与RS232口鼠标或PS/2鼠标同时使用，节省PC机资源，屏幕本身还具有防辐射、防磁功能，电阻压力触摸屏表面怕刀子划破，使用时应当注意。 电容式触摸屏 运用电场原理，在玻璃屏幕上有一层导电涂层，当人体触摸时形成藕合电容而反应，其分辨率为4096×4096，由于表面有涂层，所以它的透光率低并且有反光，电容感应触摸屏不受污秽、尘埃或油渍的影响，但因其采用电场藕合原理，所以会不同程度的受到周围环境的影响，同时，电容感应触摸屏存在严重的飘移现象。 3 电阻式触摸屏输入技术 与电容式 触摸屏输入一样，电阻式触摸屏输入也采用层状结构，并将触摸输入屏紧固或粘接在CRT或平板显示器的屏面上。各厂家所用的技术略有不同，检测触摸部位的方 法亦各有所异。电阻膜式触摸输入屏的外层采用聚脂薄膜，里层为玻璃屏或经表面处理过的塑料屏，手指按下便能检测出触摸部位（见图5）。其基本机理示于图 6。将透明电阻膜呈层状嵌入外层和里层之间，并用数密耳（1密耳=0.0254㎜）厚的透明塑料衬垫将其隔开。触摸输入屏的4角装有细长的电极，以150 次/s的频率将电压先加至里层的X轴，然后再加至外层的Y轴。用手指触摸时，外层与里层一接触，电压就与触摸部位成正比地降低，便可接触出触摸部位的电 压。触摸体导电与否并无关系。可借助设置于四周电极的二极管将X和Y轴隔开。  

显示屏和触摸屏一体化

相对于将触摸面板设置在液晶面板上使用的原有方法，将触摸面板功能与液晶面板一体化的研究日渐盛行。触摸面板和液晶面板的一体化包括“In-cell”方法和“On-cell”方法。In-cell是指将触摸面板功能嵌入到液晶像素中的方法。On-cell是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。 如果能使原本外置的触摸面板部件与液晶面板实现一体化，便有可能实现面板的薄型化和轻量化。另外，在将触摸面板外置于液晶的原方式中，液晶和触摸面板之间存在物理空间，因此，在液晶面板的上面和触摸面板的下面之间会反射外来光线等，导致在室外等明亮的环境下的可视性降低。如果外置的触摸面板部件能实现一体化，便可抑制在室外等的可视性降低现象。 In-cell技术的提案以前就提出过，但因难以确保成品率和显示性能，实用化未能取得进展。其原因在于，需要在TFT阵列基板上的像素内部嵌入触摸传感器功能。为此，必须使用复杂的半导体制造工艺，这成为提高成品率的绊脚石。另外，在像素内嵌入触摸传感器，可利用于显示的面积部分便会减少，这又是导致画质劣化的主要原因。 iPhone 5已经使用 此前传言苹果iPhone 5可能采用in-cell技术，in-cell包括苹果三星在内的美韩多家厂商申请相关专利的案件急增，显示一体型触摸屏终究成为可取代既有的薄膜型触摸屏，成为移动显示装置最核心的部件。 在2012年9月13日的发布会上，苹果发布了使用in-cell触控技术的iPhone5 。得益于in-cell技术，以及被取消的后置玻璃面板,iPhone5的厚度达到了7.6mm，重量达到112g。而iPhone4S的厚度为9.3mm，重量为140g，相较之下薄了18%，轻了20%。