基于電阻觸摸屏的原點(diǎn)定位及編程應(yīng)用技術(shù)探討報(bào)告目錄TOC\o"1-2"摘要 3第一章 前言 51.1課題的探討背景 51.2觸摸屏技術(shù)的發(fā)展 7其次章觸摸屏簡(jiǎn)介 102.1觸摸屏的分類 102.2電阻屏的局限 22第三章電阻式觸摸屏 233.1概況 233.2SAR結(jié)構(gòu) 243.3觸摸屏原理 253.4電阻觸摸屏的結(jié)構(gòu)及模擬量電阻屏的原理 263.5檢測(cè)有無(wú)接觸 333.6電阻式觸摸屏的工作原理 343.7透亮性能 363.8觸摸屏的性能比較 383.9觸摸屏常見問題 39第四章電阻式觸摸屏的原點(diǎn)定位 424.1坐標(biāo)定位與坐標(biāo)變換 424.2坐標(biāo)定位方法 43第五章觸摸屏的應(yīng)用設(shè)計(jì) 475.1設(shè)計(jì)界面的存在 475.2設(shè)計(jì)界面存在的方法論意義 485.3設(shè)計(jì)界面的分析 505.4設(shè)計(jì)界面的運(yùn)用原則 525.5設(shè)計(jì)界面的應(yīng)用方法 535.6如何選擇HMI（人機(jī)界面）軟件工具 54第六章觸摸屏的校正及應(yīng)用編程設(shè)計(jì) 576.1觸摸屏的校正 576.2觸摸屏應(yīng)用的編程思路 616.3設(shè)計(jì)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題 65第七章結(jié)束語(yǔ) 67參考文獻(xiàn) 68致謝 70摘要隨著多媒體信息查詢的與日俱增，人們?cè)絹?lái)越多地談到觸摸屏，因?yàn)橛|摸屏不僅適用于中國(guó)多媒體信息查詢的國(guó)情，而且觸摸屏具有堅(jiān)實(shí)耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)約空間、易于溝通等很多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù)，我們用戶只要用手指輕輕地碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，這種技術(shù)大大便利了那些不懂電腦操作的用戶。本文介紹了在K5130數(shù)碼一體機(jī)中利用觸摸屏的人機(jī)界面的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提出了一種新的字庫(kù)內(nèi)容的數(shù)據(jù)組織方法及實(shí)現(xiàn)多文種顯示切換的基本算法，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)隨意文種界面顯示和切換，并對(duì)多文種顯示程序軟件設(shè)計(jì)流程作了簡(jiǎn)要描述。闡述了電阻技術(shù)觸摸屏的編程應(yīng)用設(shè)計(jì)，提出了五點(diǎn)法解決觸摸屏坐標(biāo)校正，具體闡述了觸摸屏的坐標(biāo)計(jì)算、校正、觸摸區(qū)域劃分、觸摸精度的選擇及觸摸區(qū)域的判定用本文描述的方法可運(yùn)用應(yīng)用編程技術(shù)便利的實(shí)現(xiàn)觸摸屏原點(diǎn)定位，并且也很易于擴(kuò)展。并能推廣到其他類似的設(shè)計(jì)中。最終，通過在K5130數(shù)碼一體機(jī)設(shè)計(jì)的實(shí)際應(yīng)用中，已得到驗(yàn)證，完全達(dá)到好用要求。關(guān)鍵詞：觸摸屏觸摸屏的校正原點(diǎn)定位ABSTRACTWiththegrowingmulti-mediainformation,peoplemoreandmoreontouchscreen,becausethetouchscreennotonlyapplytoChina'snationalconditionsofmultimediainformation,andaruggedtouch-screen,thereactionspeed,space-saving,easyexchanges,andmanyotheradvantages.Useofsuchtechnology,aslongastheusersofourfingerslightlytouchedonthecomputerscreeniconsortextcouldbeachievedonthemainframeoperations,forpeopletointeractmorebluntly,thistechnologygreatlyfacilitatethosewhodonotunderstandcomputeroperationUsers.Makinguseofthesystemdesignofhuman-machineinterfacebasedonthetouchingscreenindigitalstencilduplicatorK5130,thispaperraisesakindofnewdataorganizationmethodandbasicalgorithmabouthowtorealizethecut-overamongmulti-languagesdisplaying,whichcanrealizethedisplayingandcut-overofanylanguageinterface,andconciselydescribesthedesignprocessofprogramsoftwareaboutmulti-languagedisplaying.Thispaperstatesprogramapplicationdesignoftouchingscreenbasedontheresistortechnique,raiseshowtousetosolvetheproblemoftouchingscreencorrection,andelaborateswithdetailsthecoordinatecalculationandcorrectionoftouchingscreen,thedivisionoftouchingarea,thechoosingtotouchingprecisionandthejudgmentoftouchingarea.Usingthemethoddescribedinthispapercanbeusedtofacilitatetheapplicationprogrammingtechnologytoachievetouchscreenoriginpositioning,andalsoveryeasytoexpand.Andcanbeextendedtoothersimilardesigns.Finally,inoneK5130DigitalDesigninthepracticalapplicationhasbeenproven,fullymeetpracticalrequirements.KEYWORDS:touchingscreenthecorrectionoftouchingscreenoriginpositioning前言1.1課題的探討背景

隨著多媒體信息查詢的與日俱增，人們?cè)絹?lái)越多地談到觸摸屏，因?yàn)橛|摸屏作為一種最新的電腦輸入設(shè)備，它是目前最簡(jiǎn)潔、便利、自然的而且又適用于中國(guó)多媒體信息查詢國(guó)情的輸入設(shè)備，觸摸屏具有堅(jiān)實(shí)耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)約空間、易于溝通等很多優(yōu)點(diǎn)。利用這種技術(shù)，我們用戶只要用手指輕輕地指碰計(jì)算機(jī)顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)主機(jī)操作，從而使人機(jī)交互更為直截了當(dāng)，這種技術(shù)極大便利了那些不懂電腦操作的用戶。這種人機(jī)交互方式。它賜予了多媒體以嶄新的面貌，是極富吸引力的全新多媒體交互設(shè)備。觸摸屏在我國(guó)的應(yīng)用范圍特別廣袤，主要有公共信息的查詢，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；此外還可廣泛應(yīng)用于領(lǐng)導(dǎo)辦公、工業(yè)限制、軍事指揮、電子嬉戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)、房地產(chǎn)預(yù)售等，將來(lái)，觸摸屏還要走入家庭。隨著城市向信息化方向發(fā)展和電腦網(wǎng)絡(luò)在日常生活中的滲透，信息查詢都會(huì)以觸摸屏——顯示內(nèi)容可觸摸的形式出現(xiàn)。本文供應(yīng)一些有關(guān)觸摸屏的相關(guān)基礎(chǔ)技術(shù)學(xué)問，希望這些內(nèi)容能對(duì)廣袤用戶有所用處。無(wú)論你是在商場(chǎng)購(gòu)物，還是在銀行存取款，觸摸式的自動(dòng)服務(wù)器為你供應(yīng)了便利快捷的服務(wù)，這就是我們所說的觸摸屏?？稍趲啄昵?，這一新東西還特別少見，在業(yè)內(nèi)也沒有觸摸行業(yè)的說法。經(jīng)過多年來(lái)的發(fā)展，觸摸屏的功能已從原先簡(jiǎn)潔的查詢導(dǎo)覽發(fā)展成為集業(yè)務(wù)查詢上網(wǎng)于為一體的觸摸查詢一體機(jī)，應(yīng)用領(lǐng)域也從最初的郵電、商場(chǎng)到遍布各個(gè)行業(yè)眾多領(lǐng)域。如同PC從286、386發(fā)展到奔騰機(jī)一樣，觸摸屏經(jīng)驗(yàn)了從低檔向高檔發(fā)展的歷程。從紅外屏、四線電阻屏到電容屏，現(xiàn)在又發(fā)展到聲波觸摸屏、五線電阻觸摸屏，性能越來(lái)越牢靠，技術(shù)越來(lái)越先進(jìn)。而且隨著各行業(yè)應(yīng)用特點(diǎn)的不同，以前被忽視了的紅外屏電容屏，經(jīng)過工藝改造，重又獲得了新生。LCD平板顯示技術(shù)的發(fā)展使得紅外屏的優(yōu)勢(shì)凸顯出來(lái)，金融、證券等行業(yè)用戶對(duì)此青睞有嘉。由于各種技術(shù)的觸摸屏各具優(yōu)缺點(diǎn)，而且設(shè)計(jì)的難度不同，各種屏的運(yùn)用有了肯定的時(shí)間先后。以國(guó)內(nèi)應(yīng)用來(lái)說，最先投入運(yùn)用的是日本公司紅外屏，其后是電阻屏、電容屏和聲波屏。日本的MINATO公司改進(jìn)紅外屏的光干擾問題，將辨別率提高到977*737，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的紅外屏存在的問題是辨別率低，只有64*48。另外前面也提到了，LCD應(yīng)用的擴(kuò)大，LCD技術(shù)和紅外屏技術(shù)結(jié)合，完全滿足了紅外屏對(duì)平面的要求，使得紅外屏重獲朝氣。電阻屏的缺點(diǎn)是透光率差，表面易損。早期臺(tái)灣PONICS公司等的四線電阻屏易損問題經(jīng)改進(jìn)用鍍膜來(lái)解決，但辨別率低，只有1024*768，運(yùn)用范圍受肯定影響。美國(guó)ELO公司推出的五線電阻屏在材質(zhì)上有了大改進(jìn)，完全采納鋼化玻璃為基體，擯棄了四線電阻屏的多層結(jié)構(gòu)，使透光率大大提高，表層防暴性能也有所增加，辨別率達(dá)4096*4096，完全適合作IE閱讀器等高清楚度的要求。電容屏考慮失真的問題，也采納鍍膜技術(shù)，肯定程度上克服了怕刮易損的缺點(diǎn)。聲波屏的優(yōu)點(diǎn)是明顯的，但水滴灰塵的影響問題不解決，運(yùn)用大受影響，改進(jìn)的方法是加防塵條，或者在軟件方面增加對(duì)污物的監(jiān)控，精確識(shí)別出有效的操作和污物之間的區(qū)分。1.2觸摸屏技術(shù)的發(fā)展目前國(guó)內(nèi)在觸摸技術(shù)發(fā)展方面主要是應(yīng)用在整機(jī)技術(shù)上。1996年，太古公司推出了擁有自主產(chǎn)權(quán)的觸摸查詢一體機(jī)KIOSK，成為國(guó)內(nèi)第一家、全球第13家KIOSK制造商。隨后觸摸產(chǎn)品廠商也紛紛推出了各自的觸摸查詢一體機(jī)，各自擁有造型工藝。技術(shù)的發(fā)展也包括應(yīng)用軟件技術(shù)的成熟。觸摸查詢離不開觸摸查詢軟件，太古公司開發(fā)出國(guó)內(nèi)第一個(gè)觸摸閱讀軟件TouchWeb，這使得國(guó)內(nèi)的觸摸行業(yè)不再僅僅停留在搬箱子的角色上。而且隨著應(yīng)用軟件方面的進(jìn)步，相繼推出了公共信息查詢系統(tǒng)和金融、郵政、城市信息港摸信息終端KIOSK應(yīng)用系統(tǒng)等，也使得觸摸產(chǎn)品的應(yīng)用范圍從簡(jiǎn)潔的查詢擴(kuò)大到集查詢業(yè)務(wù)上網(wǎng)于一體，行業(yè)范圍從公共事業(yè)、政府到事業(yè)單位、一般企業(yè)，甚至個(gè)人的掌上電腦，都是觸摸產(chǎn)品的天地。綜觀IT信息產(chǎn)品的發(fā)展，離不開兩個(gè)基本要素：市場(chǎng)容量和價(jià)格。價(jià)格降低會(huì)產(chǎn)生肯定的量的提升，但假如沒有實(shí)實(shí)在在的市場(chǎng)基礎(chǔ)，產(chǎn)品的普及、技術(shù)和行業(yè)的發(fā)展都無(wú)從談起。觸摸產(chǎn)品由于早期給人的印象僅是信息的查詢，對(duì)行業(yè)用戶來(lái)說只是可有可無(wú)的形象工程，必定影響市場(chǎng)容量。目前各觸摸廠商們都在改進(jìn)其產(chǎn)品的功能，加大了業(yè)務(wù)系統(tǒng)的份量。譬如，銀行的KIOSK一體機(jī)已經(jīng)加入了微型打印機(jī)、讀卡器等設(shè)備，功能上汲取了銀行的補(bǔ)登存折、轉(zhuǎn)帳等業(yè)務(wù)，使得系統(tǒng)不在僅僅停留于業(yè)務(wù)介紹和形象宣揚(yáng)。這一改動(dòng)明顯是有效的，銀行系統(tǒng)對(duì)這類一體機(jī)需求旺盛，連專注于銀行業(yè)務(wù)設(shè)備的南天公司都開發(fā)出了類似的一體機(jī)產(chǎn)品。目前一體機(jī)已出現(xiàn)自助售票系統(tǒng)，應(yīng)用到鐵路馬路的售票業(yè)務(wù)，這一進(jìn)展是否預(yù)示著一體機(jī)會(huì)走上ATM機(jī)或者自動(dòng)售賣機(jī)的路子還不明確。由于觸摸產(chǎn)品對(duì)開放式環(huán)境的適應(yīng)性，商業(yè)系統(tǒng)對(duì)銷售網(wǎng)絡(luò)及形象宣揚(yáng)的考慮，ATM和自動(dòng)售賣機(jī)短暫無(wú)法替代KIOSK一體機(jī)，不過業(yè)務(wù)型的一體機(jī)確定無(wú)疑是一種方向。在價(jià)格方面的進(jìn)步主要來(lái)自于觸摸屏技術(shù)和觸摸軟件的發(fā)展。由于目前各類屏各具優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)用范圍、應(yīng)用規(guī)模俱受制約，用戶可能只考慮運(yùn)用的便利及壽命，生產(chǎn)商們卻必需不斷推陳出新，將更高性能更低價(jià)格的產(chǎn)品供應(yīng)給用戶。新的技術(shù)產(chǎn)生須要大量的積累，改造原有技術(shù)是目前的主流。就象紅外屏的新生一樣，聲波屏的改進(jìn)已經(jīng)有了一個(gè)可喜景象，由于聲波屏能產(chǎn)生對(duì)壓力的感受，無(wú)形中增加了限制手段，對(duì)屏功能的擴(kuò)展特別有利，應(yīng)用范圍因此大大拓展。成熟的軟件會(huì)運(yùn)用戶享受到兩種優(yōu)點(diǎn)：功能完善和低廉價(jià)格。隨著產(chǎn)品在各行業(yè)應(yīng)用市場(chǎng)的推動(dòng)，對(duì)行業(yè)應(yīng)用的理解不斷強(qiáng)化，系統(tǒng)將越來(lái)越合體，而價(jià)格由于投入的遞減將下降。觸摸行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制訂不容忽視，這將有利于規(guī)模發(fā)展和合理競(jìng)爭(zhēng)，對(duì)價(jià)格的優(yōu)化極有幫助。而各行業(yè)用戶也需在目前條件下，縮減不必要的特殊要求，降低生產(chǎn)商的研發(fā)成本，加強(qiáng)在軟件應(yīng)用體系上的投入力度，使硬件產(chǎn)品化和規(guī)模化程度提高，應(yīng)用系統(tǒng)水平提升，真正達(dá)到便利全部人，也便利行業(yè)用戶的目標(biāo)。

其次章觸摸屏簡(jiǎn)介觸摸屏是一套透亮的肯定尋址系統(tǒng)。它有兩個(gè)明顯特點(diǎn)：（1）觸摸屏是透亮的的定位和輸入設(shè)備，而數(shù)字化儀、寫字板、電梯開關(guān)等，雖然也都是輕觸式操作方式，但它們都不是觸摸屏。（2）觸摸屏是一個(gè)以屏幕中心為原點(diǎn)的肯定坐標(biāo)系，手指摸到哪兒就是哪兒，不須要其次個(gè)動(dòng)作。相比之下，鼠標(biāo)則是一個(gè)相對(duì)的定位系統(tǒng)，當(dāng)我們須要光標(biāo)移動(dòng)到某個(gè)地方時(shí)，首先要知道現(xiàn)在在何處，然后往那個(gè)方向走。2.1觸摸屏的分類依據(jù)觸摸屏的工作原理和傳輸信息的介質(zhì)，觸摸屏分為四種類型：電阻式、電容感應(yīng)式、紅外線式和表面聲波式。其中，電阻式觸摸屏的歷史最早，運(yùn)用最多，而且其工作原理也極其簡(jiǎn)潔。在電阻式觸摸屏的表面愛護(hù)涂層和基層之間有兩層透亮導(dǎo)電層ITO（ITO：氧化銦，弱導(dǎo)電體），分別對(duì)應(yīng)X、Y軸，它們之間用微小透亮的絕緣顆粒絕緣，觸摸產(chǎn)生的壓力會(huì)使兩導(dǎo)電層接通，按壓不同的點(diǎn)時(shí)，該點(diǎn)到輸出端的電阻值也不同，因此會(huì)輸出與該點(diǎn)位置相對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)（模擬量）,經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后即可獲得X、Y的坐標(biāo)值?！る娮杓夹g(shù)觸摸屏電阻觸摸屏的屏體部分是一塊貼在顯示器表面的多層復(fù)合薄膜，由一層玻璃或有機(jī)玻璃作為基層，表面涂有一層透亮的導(dǎo)電層（ITO，氧化銦），上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防刮的塑料層，它的內(nèi)表面也涂有一層ITO，在兩層導(dǎo)電層之間有很多細(xì)小(小于千分之一英寸)的透亮隔離點(diǎn)把它們隔開絕緣。當(dāng)手指接觸屏幕，兩層ITO導(dǎo)電層出現(xiàn)一個(gè)接觸點(diǎn)，因其中一面導(dǎo)電層接通Y軸方向的5V勻稱電壓場(chǎng)，使得偵測(cè)層的電壓由零變?yōu)榉橇悖拗破鱾蓽y(cè)到這個(gè)接通后，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，并將得到的電壓值與5V相比，即可得觸摸點(diǎn)的Y軸坐標(biāo)，同理得出X軸的坐標(biāo)，這就是電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本原理。電阻屏依據(jù)引出線數(shù)多少，分為四線、五線等多線電阻觸摸屏。五線電阻觸摸屏的A面是導(dǎo)電玻璃而不是導(dǎo)電涂覆層，導(dǎo)電玻璃的工藝使其的壽命得到極大的提高，并且可以提高透光率。電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)(X,Y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。很多LCD模塊都采納了電阻式觸摸屏，這種屏幕可以用四線、五線、七線或八線來(lái)產(chǎn)生屏幕偏置電壓，同時(shí)讀回觸摸點(diǎn)的電壓。電阻式觸摸屏的ITO涂層比較薄且簡(jiǎn)潔脆斷，涂得太厚又會(huì)降低透光且形成內(nèi)反射降低清楚度，ITO外雖多加了一層薄塑料愛護(hù)層，但照舊簡(jiǎn)潔被鋒利物件所破壞；且由于常常被觸動(dòng)，表層ITO運(yùn)用肯定時(shí)間后會(huì)出現(xiàn)細(xì)小裂紋，甚至變型，如其中一點(diǎn)的外層ITO受破壞而斷裂，便失去作為導(dǎo)電體的作用，觸摸屏的壽命并不許久。但電阻式觸摸屏不受塵埃、水、污物影響。這種觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行限制。它用兩層高透亮的導(dǎo)電層組成觸摸屏，兩層之間距離僅為2.5微米。當(dāng)手指按在觸摸屏上時(shí)，該處兩層導(dǎo)電層接觸，電阻發(fā)生變更，在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號(hào)，然后送觸摸屏限制器。這種觸摸屏能在惡劣環(huán)境下工作，但手感和透光性較差，適合配帶手套和不能用手干脆觸控的場(chǎng)合。電阻類觸摸屏的關(guān)鍵在于材料科技，常用的透亮導(dǎo)電涂層材料有：A、ITO，氧化銦，弱導(dǎo)電體，特性是當(dāng)厚度降到1800個(gè)埃（1埃是1米的一百億分之一）以下時(shí)會(huì)突然變得透亮，透光率為80％，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時(shí)又上升到80％。ITO是全部電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料，事實(shí)上電阻和電容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層。B、鎳金涂層，五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層運(yùn)用的是延展性好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，運(yùn)用延展性好的鎳金材料目的是為了延長(zhǎng)運(yùn)用壽命，但是工藝成本較為昂揚(yáng)。鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透亮導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因?yàn)樗鼘?dǎo)電率高，而且金屬不易做到厚度特別勻稱，不宜作電壓分布層，只能作為探層?！る娙菁夹g(shù)觸摸屏我們都知道人體可以導(dǎo)電，電容式觸摸屏正是利用了這個(gè)原理。是利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作的。電容式觸摸屏是是一塊四層復(fù)合玻璃屏，玻璃屏的內(nèi)表面和夾層各涂有一層ITO，最外層是一薄層矽土玻璃愛護(hù)層,夾層ITO涂層作為工作面,四個(gè)角上引出四個(gè)電極，內(nèi)層ITO為屏蔽層以保證良好的工作環(huán)境。當(dāng)手指觸摸在金屬層上時(shí)，由于人體電場(chǎng)，用戶和觸摸屏表面形成以一個(gè)耦合電容，對(duì)于高頻電流來(lái)說，電容是干脆導(dǎo)體，于是手指從接觸點(diǎn)吸走一個(gè)很小的電流。這個(gè)電流分從觸摸屏的四角上的電極中流出，并且流經(jīng)這四個(gè)電極的電流與手指到四角的距離成正比，限制器通過對(duì)這四個(gè)電流比例的精確計(jì)算，得出觸摸點(diǎn)的位置。也就是說，當(dāng)你運(yùn)用它的時(shí)候，你自己就成了電容式觸摸屏的一個(gè)元件。電容屏的導(dǎo)電層上往往覆蓋有一層矽土玻璃，具有較強(qiáng)的抗剮蹭性。由于兩個(gè)導(dǎo)體距離較近時(shí)即可導(dǎo)電，不肯定須要干脆接觸，所以當(dāng)人體或其他導(dǎo)體靠近它時(shí)簡(jiǎn)潔產(chǎn)生誤操作。比如用觸摸屏手機(jī)打電話時(shí)，你的臉假如遇到屏幕，就可能不當(dāng)心掛斷電話。正是因?yàn)榭紤]到這個(gè)因素，蘋果的iPhone能夠偵測(cè)人風(fēng)光 部特征，在打電話時(shí)自動(dòng)鎖定屏幕。電容式觸摸屏的另一缺點(diǎn)是，假如你戴著手套，就沒方法運(yùn)用它了。這一點(diǎn)，用過LG的“巧克力”手機(jī)的人應(yīng)當(dāng)深有體會(huì)。電容觸摸屏的透光率和清楚度優(yōu)于四線電阻屏，當(dāng)然還不能和表面聲波屏和五線電阻屏相比。電容屏反光嚴(yán)峻，而且，電容技術(shù)的四層復(fù)合觸摸屏對(duì)各波長(zhǎng)光的透光率不勻稱，存在色調(diào)失真的問題，由于光線在各層間的反射，還造成圖像字符的模糊。電容屏在原理上把人體當(dāng)作一個(gè)電容器元件的一個(gè)電極運(yùn)用，當(dāng)有導(dǎo)體靠近與夾層ITO工作面之間耦合出足夠量容值的電容時(shí)，流走的電流就足夠引起電容屏的誤動(dòng)作。我們知道，電容值雖然與極間距離成反比，卻與相對(duì)面積成正比，并且還與介質(zhì)的的絕緣系數(shù)有關(guān)。因此，當(dāng)較大面積的手掌或手持的導(dǎo)體物靠近電容屏而不是觸摸時(shí)就能引起電容屏的誤動(dòng)作，在潮濕的天氣，這種狀況尤為嚴(yán)峻，手扶住顯示器、手掌靠近顯示器7厘米以內(nèi)或身體靠近顯示器15厘米以內(nèi)就能引起電容屏的誤動(dòng)作。電容屏的另一個(gè)缺點(diǎn)用戴手套的手或手持不導(dǎo)電的物體觸摸時(shí)沒有反應(yīng)，這是因?yàn)樵黾恿烁鼮榻^緣的介質(zhì)。電容屏更主要的缺點(diǎn)是漂移：當(dāng)環(huán)境溫度、濕度變更時(shí)，環(huán)境電場(chǎng)發(fā)生變更時(shí)，都會(huì)引起電容屏的漂移，造成不精確。例如：開機(jī)后顯示器溫度上升回造成漂移：用戶觸摸屏幕的同時(shí)另一只手或身體一側(cè)靠近顯示器會(huì)漂移；電容觸摸屏旁邊較大的物體搬移后回漂移，你觸摸時(shí)假如有人圍過來(lái)觀看也會(huì)引起漂移；電容屏的漂移緣由屬于技術(shù)上的先天不足，環(huán)境電勢(shì)面（包括用戶的身體）雖然與電容觸摸屏離得較遠(yuǎn)，卻比手指頭面積大的多，他們干脆影響了觸摸位置的測(cè)定。此外，理論上很多應(yīng)當(dāng)線性的關(guān)系事實(shí)上卻是非線性，如：體重不同或者手指潮濕程度不同的人吸走的總電流量是不同的，而總電流量的變更和四個(gè)分電流量的變更是非線性的關(guān)系，電容觸摸屏采納的這種四個(gè)角的自定義極坐標(biāo)系還沒有坐標(biāo)上的原點(diǎn)，漂移后限制器不能察覺和復(fù)原，而且，4個(gè)A/D完成后，由四個(gè)分流量的值到觸摸點(diǎn)在直角坐標(biāo)系上的X、Y坐標(biāo)值的計(jì)算過程困難。由于沒有原點(diǎn)，電容屏的漂移是累積的，在工作現(xiàn)場(chǎng)也常常須要校準(zhǔn)。電容觸摸屏最外面的矽土愛護(hù)玻璃防刮擦性很好，但是怕指甲或硬物的敲擊，敲出一個(gè)小洞就會(huì)傷及夾層ITO，不管是傷及夾層ITO還是安裝運(yùn)輸過程中傷及內(nèi)表面ITO層，電容屏就不能正常工作了?！ぜt外線式觸摸屏采納紅外線放射和阻斷原理。觸摸屏包含一組高精度、抗干擾紅外放射管和一組紅外接收管，交叉安裝在兩個(gè)相對(duì)的方向，形成一個(gè)不行見的紅外線光柵。內(nèi)嵌在限制電路中能限制,系統(tǒng)持續(xù)地對(duì)二極管發(fā)出脈沖形成紅外線偏震光束格柵。當(dāng)觸摸物體如手指等進(jìn)入光柵時(shí)，便阻斷了光束。智能限制系統(tǒng)便會(huì)偵察到光的損失變更，并傳輸信號(hào)給限制系統(tǒng)，以確認(rèn)X軸和Y軸坐標(biāo)值。紅外式觸摸屏是利用紅外線矩陣來(lái)檢測(cè)并定位用戶的觸摸，其屏幕本身并沒有什么特殊，只是在屏幕四周排滿了紅外線放射管和接收管。當(dāng)手指攔住某個(gè)點(diǎn)上的橫豎兩條紅外線時(shí)，處理器就能計(jì)算出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)。和電阻式觸摸屏一樣，紅外屏也可以用任何固體操作，而且可以充分加固屏幕表面，適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，價(jià)格也很便宜。一些有特殊平安需求的用戶，譬如銀行，大可采納防暴玻璃作為屏幕表面，就不怕某些犯罪分子用板磚、鐵棍破壞ATM機(jī)了。紅外觸摸屏是利用X、Y方向上密布的紅外線矩陣來(lái)檢測(cè)并定位用戶的觸摸。紅外觸摸屏在顯示器的前面安裝一個(gè)電路板外框，電路板在屏幕四邊排布紅外放射管和紅外接收管，一一對(duì)應(yīng)形成橫豎交叉的紅外線矩陣。用戶在觸摸屏幕時(shí)，手指就會(huì)攔住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，因而可以推斷出觸摸點(diǎn)在屏幕的位置。任何觸摸物體都可變更觸點(diǎn)上的紅外線而實(shí)現(xiàn)觸摸屏操作。早期觀念上，紅外觸摸屏存在辨別率低、觸摸方式受限制和易受環(huán)境干擾而誤動(dòng)作等技術(shù)上的局限，因而一度淡出過市場(chǎng)。此后其次代紅外屏部分解決了抗光干擾的問題，第三代和第四代在提升辨別率和穩(wěn)定性能上亦有所改進(jìn)，但都沒有在關(guān)鍵指標(biāo)或綜合性能上有質(zhì)的飛躍。但是，了解觸摸屏技術(shù)的人都知道，紅外觸摸屏不受電流、電壓和靜電干擾，相宜惡劣的環(huán)境條件，紅外線技術(shù)是觸摸屏產(chǎn)品最終的發(fā)展趨勢(shì)。采納聲學(xué)和其它材料學(xué)技術(shù)的觸屏都有其難以逾越的屏障，如單一傳感器的受損、老化，觸摸界面怕受污染、破壞性運(yùn)用，維護(hù)繁雜等等問題。紅外線觸摸屏只要真正實(shí)現(xiàn)了高穩(wěn)定性能和高辨別率，必將替代其它技術(shù)產(chǎn)品而成為觸摸屏市場(chǎng)主流。過去的紅外觸摸屏的辨別率由框架中的紅外對(duì)管數(shù)目確定，因此辨別率較低，市場(chǎng)上主要國(guó)內(nèi)產(chǎn)品為32x32、40x32，另外還有說紅外屏對(duì)光照環(huán)境因素比較敏感，在光照變更較大時(shí)會(huì)誤判甚至死機(jī)。這些正是國(guó)外非紅外觸摸屏的國(guó)內(nèi)代理商銷售宣揚(yáng)的紅外屏的弱點(diǎn)。而最新的技術(shù)第五代紅外屏的辨別率取決于紅外對(duì)管數(shù)目、掃描頻率以及差值算法，辨別率已經(jīng)達(dá)到了1000X720，至于說紅外屏在光照條件下不穩(wěn)定，從其次代紅外觸摸屏起先，就已經(jīng)較好的克服了抗光干擾這個(gè)弱點(diǎn)。第五代紅外線觸摸屏是全新一代的智能技術(shù)產(chǎn)品，它實(shí)現(xiàn)了1000*720高辨別率、多層次自調(diào)整和自復(fù)原的硬件適應(yīng)實(shí)力和高度智能化的判別識(shí)別，可長(zhǎng)時(shí)間在各種惡劣環(huán)境下隨意運(yùn)用。并且可針對(duì)用戶定制擴(kuò)充功能，如網(wǎng)絡(luò)限制、聲感應(yīng)、人體接近感應(yīng)、用戶軟件加密愛護(hù)、紅外數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。紅外線觸摸屏原理很簡(jiǎn)潔，只是在顯示器上加上光點(diǎn)距架框，無(wú)需在屏幕表面加上涂層或接駁限制器。光點(diǎn)距架框的四邊排列了紅外線放射管及接收管，在屏幕表面形成一個(gè)紅外線網(wǎng)。以手指觸摸屏幕某一點(diǎn)，便會(huì)攔住經(jīng)過該位置的橫豎兩條紅外線，計(jì)算機(jī)便可即時(shí)算出觸摸點(diǎn)位置。因?yàn)榧t外觸摸屏不受電流、電壓和靜電干擾，所以相宜某些惡劣的環(huán)境條件。其主要優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉、安裝便利、不須要卡或其它任何限制器，可以用在各檔次的計(jì)算機(jī)上。不過，由于只是在一般屏幕增加了框架，在運(yùn)用過程中架框四周的紅外線放射管及接收管很簡(jiǎn)潔損壞。

原來(lái)媒體宣揚(yáng)的紅外觸摸屏另外一個(gè)主要缺點(diǎn)是抗暴性差，其實(shí)紅外屏完全可以選用任何客戶認(rèn)為滿足的防暴玻璃而不會(huì)增加太多的成本和影響運(yùn)用性能，這是其他的觸摸屏所無(wú)法效仿的?！ぢ暡ㄓ|摸屏聲波式觸摸屏的全稱是“表面聲波式觸摸屏”，所謂“表面聲波”，是超聲波的一種，是可以在玻璃或金屬等剛性材料表面淺層傳播的機(jī)械能量波，具有尖銳的頻率特性，穩(wěn)定并易于分析。聲波式觸摸屏的屏幕表面可以是平面、球面甚至柱面，安裝在屏幕四角的超聲波放射器和接收器的工作原理類似于紅外式觸摸屏，只是發(fā)出的是超聲波而不是紅外線。聲波式觸摸屏具有較好的靈敏度和高辨別率，不受溫度和濕度影響，運(yùn)用壽命很長(zhǎng)。但技術(shù)難點(diǎn)在于，屏幕上假如沾有灰塵或液體，就會(huì)汲取一部分聲波信號(hào)，還會(huì)堵塞觸摸屏表面的導(dǎo)波槽，造成故障。運(yùn)用聲波屏的用戶必需嚴(yán)格留意環(huán)境衛(wèi)生，常常擦拭以保持屏幕光滑。影響聲波式觸摸屏推廣應(yīng)用的因素還包括價(jià)格昂揚(yáng)、體積大、不易集成在顯示器內(nèi)部等。1表面聲波表面聲波，超聲波的一種，在介質(zhì)(例如玻璃或金屬等剛性材料)表面淺層傳播的機(jī)械能量波。通過楔形三角基座（依據(jù)表面波的波長(zhǎng)嚴(yán)格設(shè)計(jì)），可以做到定向、小角度的表面聲波能量放射。表面聲波性能穩(wěn)定、易于分析，并且在橫波傳遞過程中具有特別尖銳的頻率特性，近年來(lái)在無(wú)損探傷、造影和退波器方向上應(yīng)用發(fā)展很快，表面聲波相關(guān)的理論探討、半導(dǎo)體材料、聲導(dǎo)材料、檢測(cè)技術(shù)等技術(shù)都已經(jīng)相當(dāng)成熟。表面聲波是一種沿介質(zhì)表面?zhèn)鞑サ臋C(jī)械波。該種觸摸屏由觸摸屏、聲波發(fā)生器、反射器和聲波接受器組成，其中聲波發(fā)生器能發(fā)送一種高頻聲波跨越屏幕表面，當(dāng)手指觸及屏幕時(shí)，觸點(diǎn)上的聲波即被阻擋，由此確定坐標(biāo)位置。表面聲波觸摸屏不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，辨別率極高，有極好的防刮性，壽命長(zhǎng)（5000萬(wàn)次無(wú)故障）；透光率高（92%），能保持清楚透亮的圖像質(zhì)量；沒有漂移，只需安裝時(shí)一次校正；有第三軸（即壓力軸）響應(yīng)，最適合公共場(chǎng)所運(yùn)用。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放射換能器，右上角則固定了兩個(gè)相應(yīng)的超聲波接收換能器。玻璃屏的四個(gè)周邊則刻有45°角由疏到密間隔特別精密的反射條紋。2表面聲波觸摸屏工作原理以右下角的X-軸放射換能器為例：放射換能器把限制器通過觸摸屏電纜送來(lái)的電信號(hào)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勻稱面?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?hào)。當(dāng)放射換能器放射一個(gè)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(gè)較寬的波形信號(hào)，不難看出，接收信號(hào)集合了全部在X軸方向歷經(jīng)長(zhǎng)短不同路徑回來(lái)的聲波能量，它們?cè)赮軸走過的路程是相同的，但在X軸上，最遠(yuǎn)的比最近的多走了兩倍X軸最大距離。因此這個(gè)波形信號(hào)的時(shí)間軸反映各原始波形疊加前的位置，也就是X軸坐標(biāo)。放射信號(hào)與接收信號(hào)波形在沒有觸摸的時(shí)候，接收信號(hào)的波形與參照波形完全一樣。當(dāng)手指或其它能夠汲取或阻擋聲波能量的物體觸摸屏幕時(shí)，X軸途經(jīng)手指部位向上走的聲波能量被部分汲取，反應(yīng)在接收波形上即某一時(shí)刻位置上波形有一個(gè)衰減缺口。接收波形對(duì)應(yīng)手指攔住部位信號(hào)衰減了一個(gè)缺口，計(jì)算缺口位置即得觸摸坐標(biāo)限制器分析到接收信號(hào)的衰減并由缺口的位置判定X坐標(biāo)。之后Y軸同樣的過程判定出觸摸點(diǎn)的Y坐標(biāo)。除了一般觸摸屏都能響應(yīng)的X、Y坐標(biāo)外，表面聲波觸摸屏還響應(yīng)第三軸Z軸坐標(biāo)，也就是能感知用戶觸摸壓力大小值。其原理是由接收信號(hào)衰減處的衰減量計(jì)算得到。三軸一旦確定，限制器就把它們傳給主機(jī)。3表面聲波觸摸屏特點(diǎn)清楚度較高，透光率好。高度耐久，抗刮傷性良好(相對(duì)于電阻、電容等有表面度膜)。反應(yīng)靈敏。不受溫度、濕度等環(huán)境因素影響，辨別率高，壽命長(zhǎng)（維護(hù)良好狀況下5000萬(wàn)次）；透光率高（92%），能保持清楚透亮的圖像質(zhì)量；沒有漂移，只需安裝時(shí)一次校正；有第三軸（即壓力軸）響應(yīng)，目前在公共場(chǎng)所運(yùn)用較多。表面聲波屏須要常常維護(hù)，因?yàn)榛覊m，油污甚至飲料的液體沾污在屏的表面，都會(huì)堵塞觸摸屏表面的導(dǎo)波槽，使波不能正常放射，或使波形變更而限制器無(wú)法正常識(shí)別，從而影響觸摸屏的正常運(yùn)用，用戶需嚴(yán)格留意環(huán)境衛(wèi)生。必需常常擦抹屏的表面以保持屏面的光滑，并定期作一次全面徹底擦除。各種觸摸屏的技術(shù)特性見下表2-1。表2-1各種觸摸屏的技術(shù)特性

電阻式觸摸屏電容式觸摸屏紅外線式觸摸屏表面聲波式觸摸屏透光率85%85%100%92%辨別率4096*40961024*1024977*9374096*4096感應(yīng)軸X.YX.YX.Y飄移無(wú)有無(wú)無(wú)耐磨損性好好很好很好響應(yīng)速度<10ms<3ms<20ms<10ms干擾性無(wú)電磁感應(yīng)光擾無(wú)污物影響無(wú)較小無(wú)小穩(wěn)定性好差高一般2.2電阻屏的局限不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一種對(duì)外界完全隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵和水汽，它可以用任何物體來(lái)觸摸,可以用來(lái)寫字畫畫，比較適合工業(yè)限制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)有限人的運(yùn)用。電阻觸摸屏共同的缺點(diǎn)是因?yàn)閺?fù)合薄膜的外層采納塑膠材料,不知道的人太用力或運(yùn)用銳器觸摸可能劃傷整個(gè)觸摸屏而導(dǎo)致報(bào)廢。不過,在限度之內(nèi)，劃傷只會(huì)傷及外導(dǎo)電層，外導(dǎo)電層的劃傷對(duì)于五線電阻觸摸屏來(lái)說沒有關(guān)系,而對(duì)四線電阻觸摸屏來(lái)說是致命的。

第三章電阻式觸摸屏3.1概況這種觸摸屏利用壓力感應(yīng)進(jìn)行限制。電阻觸摸屏的主要部分是一塊與顯示器表面特別協(xié)作的電阻薄膜屏，這是一種多層的復(fù)合薄膜，它以一層玻璃或硬塑料平板作為基層，表面涂有一層透亮氧化金屬（透亮的導(dǎo)電電阻）導(dǎo)電層，上面再蓋有一層外表面硬化處理、光滑防擦的塑料層、它的內(nèi)表面也涂有一層涂層（ITO或鎳金）、在他們之間有很多細(xì)小的（小于1/1000英寸）的透亮隔離點(diǎn)把兩層導(dǎo)電層隔開絕緣。當(dāng)手指觸摸屏幕時(shí)，兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，電阻發(fā)生變更，在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號(hào)，然后送觸摸屏限制器。限制器偵測(cè)到這一接觸并計(jì)算出（X，Y）的位置，再依據(jù)模擬鼠標(biāo)的方式運(yùn)作。這就是電阻技術(shù)觸摸屏共同的最基本的原理。

過去，為了將電阻式觸摸屏上的觸摸點(diǎn)坐標(biāo)讀入微限制器，須要運(yùn)用一個(gè)專用的觸摸屏限制器芯片，或者利用一個(gè)困難的外部開關(guān)網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接微限制器的片上模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。夏普公司的LH75400/01/10/11系列和LH7A404等微限制器都帶有一個(gè)內(nèi)含觸摸屏偏置電路的片上ADC，該ADC采納了一種逐次靠近寄存器(SAR)類型的轉(zhuǎn)換器。采納這些限制器可以實(shí)現(xiàn)在觸摸屏傳感器和微限制器之間進(jìn)行干脆接口，無(wú)需CPU介入的狀況下限制全部的觸摸屏偏置電壓，并記錄全部測(cè)量結(jié)果。下面將具體介紹四線、五線、七線和八線觸摸屏的結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)原理，3.2SAR結(jié)構(gòu)SAR的實(shí)現(xiàn)方法很多，但它的基本結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)潔。該結(jié)構(gòu)將模擬輸入電壓(VIN)保存在一個(gè)跟蹤/保持器中，N位寄存器被設(shè)置為中間值(即100...0，其中最高位被設(shè)置為1)，以執(zhí)行二進(jìn)制查找算法。因此，數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)的輸出(VDAC)為VREF的二分之一，這里VREF為ADC的參考電壓。之后，再執(zhí)行一個(gè)比較操作，以確定VIN小于還是大于VDAC：

1假如VIN小于VDAC，比較器輸出邏輯低，N位寄存器的最高位清0。

2假如VIN大于VDAC，比較器輸出邏輯高(或1)，N位寄存器的最高位保持為1。其后，SAR的限制邏輯移動(dòng)到下一位，將該位強(qiáng)制置為高，再執(zhí)行下一次比較。SAR限制邏輯將重復(fù)上述依次操作，直到最終一位。當(dāng)轉(zhuǎn)換完成時(shí)，寄存器中就得到了一個(gè)N位數(shù)據(jù)字。圖3.1顯示了一個(gè)4位轉(zhuǎn)換過程的例子，圖中Y軸和粗線表示DAC的輸出電壓。在本例中：1第一次比較顯示VIN小于VDAC，因此位[3]被置0。隨后DAC被設(shè)置為0b0100并執(zhí)行其次次比較。

2在其次次比較中，VIN大于VDAC，因此位[2]保持為1。隨后，DAC被設(shè)置為0b0110并執(zhí)行第三次比較。

3在第三次比較中，位[1]被置0。DAC隨后被設(shè)置為0b0101，并執(zhí)行最終一次比較。

4在最終一次比較中，由于VIN大于VDAC，位[0]保持為1。圖3.14位轉(zhuǎn)換過程3.3觸摸屏原理觸摸屏包含上下疊合的兩個(gè)透亮層，四線和八線觸摸屏由兩層具有相同表面電阻的透亮阻性材料組成，五線和七線觸摸屏由一個(gè)阻性層和一個(gè)導(dǎo)電層組成，通常還要用一種彈性材料來(lái)將兩層隔開。當(dāng)觸摸屏表面受到的壓力(如通過筆尖或手指進(jìn)行按壓)足夠大時(shí)，頂層與底層之間會(huì)產(chǎn)生接觸。全部的電阻式觸摸屏都采納分壓器原理來(lái)產(chǎn)生代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。為了在電阻式觸摸屏上的特定方向測(cè)量一個(gè)坐標(biāo)，須要對(duì)一個(gè)阻性層進(jìn)行偏置：將它的一邊接VREF，另一邊接地。同時(shí)，將未偏置的那一層連接到一個(gè)ADC的高阻抗輸入端。當(dāng)觸摸屏上的壓力足夠大，使兩層之間發(fā)生接觸時(shí)，電阻性表面被分隔為兩個(gè)電阻。它們的阻值與觸摸點(diǎn)到偏置邊緣的距離成正比。觸摸點(diǎn)與接地邊之間的電阻相當(dāng)于分壓器中下面的那個(gè)電阻。因此，在未偏置層上測(cè)得的電壓與觸摸點(diǎn)到接地邊之間的距離成正比。3.4電阻觸摸屏的結(jié)構(gòu)及模擬量電阻屏的原理電阻觸摸屏的兩層ITOI作面必需是完整的，在每個(gè)工作面的兩條邊線上各涂一條銀膠，一端加5V電壓，一端加0V，就能在工作面的一個(gè)方向上形成勻稱連續(xù)的平行電壓分布。在偵測(cè)到有觸摸后，馬上A／D轉(zhuǎn)換測(cè)量接觸點(diǎn)的模擬量電壓值，依據(jù)它示IJ5V陶比例公式就能計(jì)算出觸摸點(diǎn)在這個(gè)方向上的位置。在此有必要提一下兩種透亮的導(dǎo)電涂層村抖:①ITO,氧化鋼,弱導(dǎo)電體，特性是當(dāng)厚度降到1800個(gè)埃（埃＝10米）以下時(shí)會(huì)突然變得透亮，透光事為80%，再薄下去透光率反而下降，到300埃厚度時(shí)又上升到80%。但有缺憾是ITO在這個(gè)厚度下特別脆,簡(jiǎn)潔折斷產(chǎn)生裂紋。ITO是全部電阻技術(shù)觸摸屏及電容技術(shù)觸摸屏都用到的主要材料,事實(shí)上電阻和1容技術(shù)觸摸屏的工作面就是ITO涂層。②鎳金涂層,五線電阻觸摸屏的外層導(dǎo)電層運(yùn)用的是延展性極好的鎳金涂層材料，外導(dǎo)電層由于頻繁觸摸，運(yùn)用延展性好的鎳金材料目的是為了延長(zhǎng)運(yùn)用壽命，但是成本較為昂揚(yáng)，鎳金導(dǎo)電層雖然延展性好，但是只能作透亮導(dǎo)體，不適合作為電阻觸摸屏的工作面，因?yàn)樗鼘?dǎo)電性太好，不直作精密電阻測(cè)量，而且金屬不易做到厚度特別勻稱?！に木€電阻屏第一代四繡碴肋沏啪兩層ITOI作面工作時(shí)都加上5V到0V的勻稱電壓分布場(chǎng)：一個(gè)工作面加豎直方向的,一個(gè)工作面加水平方向的。引線至限制8總共須要四根電纜。因?yàn)樗木€電阻觸摸屏靠外的那層塑膠及ITO涂層被常常觸動(dòng)，一段時(shí)間后外層薄薄的ITo涂層就會(huì)有了細(xì)小的裂紋，明顯，導(dǎo)電工作面一旦有了裂紋，電流就會(huì)繞之而過，工作而上的電壓場(chǎng)分布也就不行能再勻稱，這樣，在裂紋旁邊觸摸屏漂移嚴(yán)峻，裂紋增多后，觸摸屏有些區(qū)域可能就再也觸摸不到了。四線電阻觸摸屏的基層大多數(shù)是有機(jī)玻璃，不僅存在透光率低、風(fēng)化、老化的問題，并且存在安裝風(fēng)險(xiǎn)，這是因?yàn)橛袡C(jī)玻璃剛性差，安裝時(shí)不能捏邊上的銀膠,以免薄薄的ITO和相對(duì)厚實(shí)的銀膠脫裂，不能用力壓或拉觸摸屏,以免神斷ITO層。有些四線電阻觸摸屏安裝后顯得不太平整就是因?yàn)檫@個(gè)緣由。透亮隔離點(diǎn)透亮隔離點(diǎn)手指觸摸點(diǎn)位置防刮塑料層外層ITO內(nèi)層玻璃0V圖3.2觸摸時(shí)的狀態(tài)ITO是無(wú)機(jī)物，有機(jī)玻璃是有機(jī)物，有機(jī)物和無(wú)機(jī)物是不能良好結(jié)合的，時(shí)間一長(zhǎng)就簡(jiǎn)潔剝落。假如能夠生產(chǎn)出曲面的玻璃板，玻璃是無(wú)機(jī)物，能和ITO特別好的結(jié)合為導(dǎo)電玻璃，那電阻觸摸屏的壽命不是能夠大大延長(zhǎng)嗎？四線觸摸屏包含兩個(gè)阻性層。其中一層在屏幕的左右邊緣各有一條垂直總線，另一層在屏幕的底部和頂部各有一條水平總線，見圖3.2。為了在X軸方向進(jìn)行測(cè)量，將左側(cè)總線偏置為0V，右側(cè)總線偏置為VREF。將頂部或底部總線連接到ADC，當(dāng)頂層和底層相接觸時(shí)即可作一次測(cè)量。為了在Y軸方向進(jìn)行測(cè)量，將頂部總線偏置為VREF，底部總線偏置為0V。將ADC輸入端接左側(cè)總線或右側(cè)總線，當(dāng)頂層與底層相接觸時(shí)即可對(duì)電壓進(jìn)行測(cè)量。圖3.3顯示了四線觸摸屏在兩層相接觸時(shí)的簡(jiǎn)化模型。對(duì)于四線觸摸屏，最志向的連接方法是將偏置為VREF的總線接ADC的正參考輸入端，并將設(shè)置為0V的總線接ADC的負(fù)參考輸入端。X層X-X+Y層Y-X層X-X+Y層Y-Y+Y-Y+Y層X層X+X-圖3.3四線觸摸屏的簡(jiǎn)化模型在觸摸屏不處于觸摸狀態(tài)時(shí)MCU使V1、V3、V4截止,V2導(dǎo)通（MCU限制口PE2為“1”）;一旦出現(xiàn)觸摸動(dòng)作,觸摸屏經(jīng)由V5產(chǎn)生一個(gè)中斷信號(hào)（PE5）,MCU馬上使V3導(dǎo)通,在Y方向上形成四線/觸摸屏限制電流回路,啟動(dòng)MCUA/D轉(zhuǎn)換—ADC1通道,由X+即可讀出Y軸的坐標(biāo)值;同樣MCU關(guān)閉V2、V3,打開V1、V4,啟動(dòng)MCUA/D轉(zhuǎn)換—ADC0通道由Y+即可讀出X軸的坐標(biāo)值;為了削減二極管漏電流對(duì)X、Y軸坐標(biāo)采樣的影響,當(dāng)單片機(jī)接收到中斷信號(hào)進(jìn)入中斷服務(wù)程序后,先置PE6=0得到X、Y坐標(biāo),然后置PE6=1,從中斷服務(wù)程序返回。這樣,在進(jìn)行X、Y軸的坐標(biāo)測(cè)量時(shí),二極管截止,此時(shí)二極管漏電流的影響可以被忽視。

定時(shí)查詢時(shí),無(wú)論是否有觸摸輸入,每20ms就須要中斷一次,須要占用CPU較多的時(shí)間,為了提高CPU的利用率,可以采納中斷方式,當(dāng)有觸摸信號(hào)時(shí)才產(chǎn)生中斷懇求。

觸摸屏四線/觸摸屏限制與內(nèi)置A/D的單片機(jī)接口設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔,成本低,但觸摸屏輸入只能完成一些要求簡(jiǎn)潔的輸入限制操作,如菜單式選擇、按鈕式選擇等。若要求進(jìn)行諸如漢字手寫輸入等要求線性、精度等較高的觸摸屏輸入,就須要采納專用的A/D接口。

為了防止高能量脈沖信號(hào)通過觸摸屏耦合進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器,從而造成芯片損壞或性能下降,在實(shí)際應(yīng)用中,還須要在觸摸屏的X+、Y+輸出引線四線/觸摸屏限制與A/D輸入通道之間加入鉗位二極管和濾波電容,也可以在輸入線上穿入鐵氧體磁環(huán)對(duì)A/D進(jìn)行愛護(hù),如圖3.4所示,這樣脈沖信號(hào)在進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換器之前先被濾除,防止了脈沖信號(hào)的振幅超過電源電壓而損壞器件,愛護(hù)A/D不受損壞。觸摸屏輸入A/D觸摸屏輸入A/D圖3.4對(duì)A/D的輸入愛護(hù)措施·五線電阻屏其次代五線電阻技術(shù)觸摸屏的基層運(yùn)用的就是這種導(dǎo)電玻璃,不僅如此，五線電阻技術(shù)把兩個(gè)方向的電壓場(chǎng)通過精密電阻網(wǎng)絡(luò)都加在玻璃的導(dǎo)電工作面上,我們可以簡(jiǎn)潔的理解為兩個(gè)方向的電壓場(chǎng)分時(shí)加在同一工作面上，而外層鎳金導(dǎo)電層只僅僅用來(lái)當(dāng)作純導(dǎo)體,有觸摸后靠既檢測(cè)內(nèi)層ITO接觸點(diǎn)電壓又檢測(cè)導(dǎo)通電流的方法測(cè)得觸摸點(diǎn)的位置。五線電阻觸摸屏內(nèi)層ITO需四條引線，外層只作導(dǎo)體僅僅一條,至限制器總共須要5根電纜。因?yàn)槲寰€電阻屏的外層鎳金導(dǎo)電層不僅延展性好，而且只作導(dǎo)體,只要它不斷成兩半，就仍能接著完成作為導(dǎo)體的使命，而身負(fù)重任的內(nèi)層1TO干脆與基層玻璃結(jié)合為一體成為導(dǎo)電玻璃，導(dǎo)電玻璃自然沒有了有機(jī)玻璃作基層的種種弊端，因此，五線電阻屏的運(yùn)用壽命和透光率與四線電阻屏相比有了一個(gè)飛躍：五線電阻屏的觸摸壽命是3千5百萬(wàn)次，四線電阻屏則是小于1百萬(wàn)次，且五線電阻觸摸屏沒有安裝風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)五線電阻屏的ITO層能做得更薄，因此透光率和清楚度更高，幾乎沒有色調(diào)失真。五線觸摸屏運(yùn)用了一個(gè)阻性層和一個(gè)導(dǎo)電層。導(dǎo)電層有一個(gè)觸點(diǎn)，通常在其一側(cè)的邊緣。阻性層的四個(gè)角上各有一個(gè)觸點(diǎn)。為了在X軸方向進(jìn)行測(cè)量，將左上角和左下角偏置到VREF，右上角和右下角接地。由于左、右角為同一電壓，其效果與連接左右側(cè)的總線差不多，類似于四線觸摸屏中采納的方法。為了沿Y軸方向進(jìn)行測(cè)量，將左上角和右上角偏置為VREF，左下角和右下角偏置為0V。由于上、下角分別為同一電壓，其效果與連接頂部和底部邊緣的總線大致相同，類似于在四線觸摸屏中采納的方法。這種測(cè)量算法的優(yōu)點(diǎn)在于它使左上角和右下角的電壓保持不變；但假如采納柵格坐標(biāo)，X軸和Y軸須要反向。對(duì)于五線觸摸屏，最佳的連接方法是將左上角(偏置為VREF)接ADC的正參考輸入端，將左下角(偏置為0V)接ADC的負(fù)參考輸入端。不管是四線電阻觸摸屏還是五線電阻觸摸屏,它們都是一種對(duì)外界完全隔離的工作環(huán)境，不怕灰塵、水汽和油污，它可以用任何物體來(lái)觸摸,可以用來(lái)寫字畫畫，比較適合工業(yè)限制領(lǐng)域及辦公室內(nèi)有限人的運(yùn)用。電阻觸摸屏共同的缺點(diǎn)是因?yàn)閺?fù)合薄膜的外層采納塑膠材料,不知道的人太用力或運(yùn)用銳器觸摸可能劃傷整個(gè)觸摸屏而導(dǎo)致報(bào)廢。不過,在限度之內(nèi)，劃傷只會(huì)傷及外導(dǎo)電層，外導(dǎo)電層的劃傷對(duì)于五線電阻觸摸屏來(lái)說沒有關(guān)系,而對(duì)四線電阻觸摸屏來(lái)說是致命的?！て呔€觸摸屏七線觸摸屏的實(shí)現(xiàn)方法除了在左上角和右下角各增加一根線之外，與五線觸摸屏相同。執(zhí)行屏幕測(cè)量時(shí)，將左上角的一根線連到VREF，另一根線接SARADC的正參考端。同時(shí)，右下角的一根線接0V，另一根線連接SARADC的負(fù)參考端。導(dǎo)電層仍用來(lái)測(cè)量分壓器的電壓?！ぐ司€觸摸屏除了在每條總線上各增加一根線之外，八線觸摸屏的實(shí)現(xiàn)方法與四線觸摸屏相同。對(duì)于VREF總線，將一根線用來(lái)連接VREF，另一根線作為SARADC的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的正參考輸入。對(duì)于0V總線，將一根線用來(lái)連接0V，另一根線作為SARADC的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的負(fù)參考輸入。未偏置層上的四根線中，任何一根都可用來(lái)測(cè)量分壓器的電壓。3.5檢測(cè)有無(wú)接觸全部的觸摸屏都能檢測(cè)到是否有觸摸發(fā)生，其方法是用一個(gè)弱上拉電阻將其中一層上拉，而用一個(gè)強(qiáng)下拉電阻來(lái)將另一層下拉。假如上拉層的測(cè)量電壓大于某個(gè)邏輯閾值，就表明沒有觸摸，反之則有觸摸。這種方法存在的問題在于觸摸屏是一個(gè)巨大的電容器，此外還可能須要增加觸摸屏引線的電容，以便濾除LCD引入的噪聲。弱上拉電阻與大電容器相連會(huì)使上升時(shí)間變長(zhǎng)，可能導(dǎo)致檢測(cè)到虛假的觸摸。四線和八線觸摸屏可以測(cè)量出接觸電阻，即圖5中的RTOUCH。RTOUCH與觸摸壓力近似成正比。要測(cè)量觸摸壓力，須要知道觸摸屏中一層或兩層的電阻。圖6中的公式給出了計(jì)算方法。須要留意的是，假如Z1的測(cè)量值接近或等于0(在測(cè)量過程中當(dāng)觸摸點(diǎn)靠近接地的X總線時(shí))，計(jì)算將出現(xiàn)一些問題，通過采納弱上拉方法可以有效改善這個(gè)問題。3.6電阻式觸摸屏的工作原理·電阻式觸摸屏結(jié)構(gòu)典型觸摸屏的工作部分一般由三部分組成，如圖3.5所示,這一個(gè)電阻式觸摸屏的橫截面，兩層透亮的電阻性導(dǎo)體層(玻璃)、兩層導(dǎo)體之間的隔離層(隔離玻璃珠)、以及電阻性涂層。電阻性導(dǎo)體層必需選用阻性材料，如銦錫氧化物(ITO)涂在襯底上構(gòu)成，上層襯底用塑料，下層襯底用玻璃。隔離層為粘性絕緣液體材料，如聚脂薄膜。電極選用導(dǎo)電性能極好的材料(如銀粉墨)構(gòu)成，其導(dǎo)電性能大約為ITO的1000倍。圖3.5電阻式觸摸屏橫截面·電阻式觸摸屏原理電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)(X,Y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。當(dāng)觸摸屏表面受到的壓力(如通過筆尖或手指進(jìn)行按壓)足夠大時(shí)，頂層與底層之間會(huì)產(chǎn)生接觸。全部的電阻式觸摸屏都采納分壓器原理來(lái)產(chǎn)生代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。如圖3.6所示，分壓器是通過將兩個(gè)電阻進(jìn)行串聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。上面的電阻(R1)連接正參考電壓(VREF)，下面的電阻(R2)接地。兩個(gè)電阻連接點(diǎn)處的電壓測(cè)量值與下面那個(gè)電阻的阻值成正比。為了在電阻式觸摸屏上的特定方向測(cè)量一個(gè)坐標(biāo)，須要對(duì)一個(gè)阻性層進(jìn)行偏置：將它的一邊接VREF，另一邊接地。同時(shí)，將未偏置的那一層連接到一個(gè)ADC的高阻抗輸入端。當(dāng)觸摸屏上的壓力足夠大，使兩層之間發(fā)生接觸時(shí)，電阻性表面被分隔為兩個(gè)電阻。它們的阻值與觸摸點(diǎn)到偏置邊緣的距離成正比。觸摸點(diǎn)與接地邊之間的電阻相當(dāng)于分壓器中下面的那個(gè)電阻。因此，在未偏置層上測(cè)得的電壓與觸摸點(diǎn)到接地邊之間的距離成正比。圖3.6分壓示意圖3.7透亮性能觸摸屏是由多層的復(fù)合薄膜構(gòu)成，透亮性能的好壞干脆影響到觸摸屏的視覺效果。衡量觸摸屏透亮性能不僅要從它的視覺效果來(lái)衡量，還應(yīng)當(dāng)包括透亮度、色調(diào)失真度、反光性和清楚度這四個(gè)特性。[1]肯定坐標(biāo)系統(tǒng)我們傳統(tǒng)的鼠標(biāo)是一種相對(duì)定位系統(tǒng)，只和前一次鼠標(biāo)的位置坐標(biāo)有關(guān)。而觸摸屏則是一種肯定坐標(biāo)系統(tǒng)，要選哪就干脆點(diǎn)哪，與相對(duì)定位系統(tǒng)有著本質(zhì)的區(qū)分?？隙ㄗ鴺?biāo)系統(tǒng)的特點(diǎn)是每一次定位坐標(biāo)與上一次定位坐標(biāo)沒有關(guān)系，每次觸摸的數(shù)據(jù)通過校準(zhǔn)轉(zhuǎn)為屏幕上的坐標(biāo)，不管在什么狀況下，觸摸屏這套坐標(biāo)在同一點(diǎn)的輸出數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的。不過由于技術(shù)原理的緣由，并不能保證同一點(diǎn)觸摸每一次采樣數(shù)據(jù)相同的，不能保證肯定坐標(biāo)定位，點(diǎn)不準(zhǔn)，這就是觸摸屏最怕的問題：所謂的漂移問題。對(duì)于性能質(zhì)量好的觸摸屏來(lái)說，漂移的狀況出現(xiàn)的并不是很嚴(yán)峻。

[2]定位與檢測(cè)檢測(cè)與定位各種觸摸屏技術(shù)都是依靠傳感器來(lái)工作的，甚至有的觸摸屏本身就是一套傳感器。各自的定位原理和各自所用的傳感器確定了觸摸屏的反應(yīng)速度、牢靠性、穩(wěn)定性和壽命。各類觸摸屏的技術(shù)特性如表3-1所示。表3-1各種觸摸屏的技術(shù)特性類別紅外電容四線電阻五線電阻表面聲波清楚度一般一般較好很好辨別率100*1004096*40964096*40964096*40964096*4096反光率較嚴(yán)峻有較少很少透光率85%60%左右75%92%（極限）漂移有材質(zhì)塑料框架或透光外殼多層玻璃或塑料復(fù)合膜多層玻璃或塑料復(fù)合膜多層玻璃或塑料復(fù)合膜純玻璃防刮擦一般主要缺陷較好，怕銳器特別好反應(yīng)速度50-300ms15-24ms10-20ms10ms10ms壽命太多傳感器損壞概率大2千萬(wàn)次5百萬(wàn)次以上3千5百萬(wàn)次＞5千萬(wàn)次3.8觸摸屏的性能比較電阻式觸摸屏工作在與外界完全隔離的環(huán)境中，它不怕灰塵、水氣和油污，可以用任何物體來(lái)觸摸，比較適合工業(yè)限制領(lǐng)域運(yùn)用。缺點(diǎn)是由于復(fù)合薄膜的外層采納塑料，太用力或運(yùn)用銳器觸摸可能劃傷觸摸屏。電容式觸摸屏的辨別率很高，透光率也不錯(cuò)，可以很好地滿足各方面的要求，在公共場(chǎng)所常見的就是這種觸摸屏。不過，電容式觸摸屏把人體當(dāng)作電容器的一個(gè)電極運(yùn)用，當(dāng)有導(dǎo)體靠近并與夾層ITO工作面之間耦合出足夠大的電容時(shí)，流走的電流就會(huì)引起電容式觸摸屏的誤動(dòng)作；另外，戴著手套或手持絕緣物體觸摸時(shí)會(huì)沒有反應(yīng)，這是因?yàn)樵黾恿私^緣的介質(zhì)。紅外線觸摸屏是靠測(cè)定紅外線的通斷來(lái)確定觸摸位置的，與觸摸屏所選用的透亮擋板的材料無(wú)關(guān)(有一些根本就沒有運(yùn)用任何擋板)。因此，選用透光性能好的擋板,并加以抗反光處理，可以得到很好的視覺效果。但是，受到紅外線放射管體積的限制，不行能放射高密度的紅外線，所以這種觸摸屏的辨別率不高。另外，由于紅外線觸摸屏依靠紅外感應(yīng)來(lái)工作，外界光線變更，如陽(yáng)光或室內(nèi)燈等均會(huì)影響其精確度。表面聲波技術(shù)特別穩(wěn)定，而且表面聲波觸摸屏的限制器靠測(cè)量衰減時(shí)刻在時(shí)間軸上的位置來(lái)計(jì)算觸摸位置，所以其精度特別高。表面聲波觸摸屏還具有第三軸(z軸)，也就是壓力軸—通過計(jì)算接收信號(hào)衰減處的衰減量可得到用戶觸摸屏幕的力氣大小，最多可分為256級(jí)力度。力氣越大，接收信號(hào)波形上的衰減缺口也就越寬越深，在全部的觸摸屏中，只有表面聲波觸摸屏具有感知觸摸壓力的性能。3.9觸摸屏常見問題由于觸摸屏大多數(shù)放置在公共場(chǎng)所或大廳中，供各位一般用戶運(yùn)用，而這些用戶運(yùn)用水平可能差別很大，這就很難保證觸摸屏在運(yùn)用過程中不會(huì)出現(xiàn)問題，在這里，筆者就把一些常見問題介紹一下：[1]與硬件相關(guān)的問題觸摸屏一般用串口進(jìn)行信號(hào)的傳輸，從PS/2端口取信號(hào)，而TPS屏幕是從主機(jī)電源干脆取電。假如指示燈不亮，說明沒有取到信號(hào)，限制盒上的PS/2線可能壞了。假如燈亮著，但照舊不閃，說明限制盒壞了，因此我們必需更換限制盒。假如更換限制盒還是不行，有可能是屏幕被壓得太緊，須要將四周的螺絲略微松一下，因?yàn)橛|摸屏是由特殊材料組成，它本身不太簡(jiǎn)潔損壞。假如串口是壞的或被禁用，將導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)程序無(wú)法安裝，因?yàn)榘惭b驅(qū)動(dòng)時(shí)，會(huì)自動(dòng)找尋串口。即使能夠安裝，也會(huì)出現(xiàn)鼠標(biāo)不動(dòng)或無(wú)法定位。最好不要用串口鼠標(biāo)來(lái)推斷串口的好壞，可能串口9根針對(duì)它們來(lái)說各自用的方式不一樣。假如屏幕被壓著，或者地線沒有接好，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法定位。假如出現(xiàn)有些區(qū)域無(wú)法點(diǎn)擊或反應(yīng)遲緩，有可能是灰塵影響，需拆開外殼來(lái)除去灰塵。[2]與軟件相關(guān)的問題軟件問題主要是指驅(qū)動(dòng)程序的安裝，一臺(tái)主機(jī)上不要安裝兩種或兩種以上的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序，否則將導(dǎo)致無(wú)法運(yùn)用。[3]其他相關(guān)問題更換顯示辨別率、調(diào)整屏幕大小和第一次安裝時(shí)都有會(huì)出現(xiàn)單擊不準(zhǔn)或漂移，需啟動(dòng)應(yīng)用程序中自帶的定位程序重新定位，定位盡量用比較細(xì)的筆或指尖進(jìn)行定位，這樣比較準(zhǔn)。應(yīng)用程序中還包括調(diào)出鼠標(biāo)右鍵、設(shè)置拖、拉式以及觸摸屏硬件信息等。

第四章電阻式觸摸屏的原點(diǎn)定位4.1坐標(biāo)定位與坐標(biāo)變換觸摸屏常和LCD屏疊加，配套運(yùn)用。觸摸屏的坐標(biāo)原點(diǎn)、標(biāo)度和LCD的坐標(biāo)原點(diǎn)、標(biāo)度不一樣，且電阻式觸摸屏的坐標(biāo)原點(diǎn)通常不在有效點(diǎn)觸區(qū)內(nèi)。因此必需進(jìn)行坐標(biāo)變換?！び|摸屏原點(diǎn)電阻式觸摸屏是通過電壓的變更范圍來(lái)判定按下觸摸屏的位置，所以其原點(diǎn)就是觸摸屏X電阻面和Y電阻面接通產(chǎn)生最小電壓處。隨著電阻的增大，A/D轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生數(shù)值不斷增加，形成坐標(biāo)范圍?！ご_定觸摸原點(diǎn)方法觸摸原點(diǎn)的確定有很多種方法，比如常用的對(duì)角定位法、四點(diǎn)定位法、試驗(yàn)室法等。1.對(duì)角定位法系統(tǒng)先對(duì)觸摸屏的對(duì)角坐標(biāo)進(jìn)行采樣，依據(jù)數(shù)值確定坐標(biāo)范圍，可采樣一條對(duì)角線或兩條對(duì)角線的頂點(diǎn)坐標(biāo)。這種方法簡(jiǎn)潔易用，但是須要多次采樣操作并進(jìn)行比較，以取得定位的精確性。2.四點(diǎn)定位法同對(duì)角定位法一樣，須要進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣，只是須要采樣四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)以確定有效坐標(biāo)范圍，程序依據(jù)四個(gè)采樣值的大小關(guān)系進(jìn)行坐標(biāo)定位。這種方法的定位比對(duì)角定位法牢靠，所以被現(xiàn)在很多帶觸摸屏的設(shè)備終端運(yùn)用。3.試驗(yàn)室法觸摸屏的坐標(biāo)原點(diǎn)、坐標(biāo)范圍由生產(chǎn)廠家在出廠前依據(jù)硬件定義好。定位方法是依據(jù)觸摸屏和硬件電路的系統(tǒng)參數(shù)，對(duì)批量硬件進(jìn)行最優(yōu)處理定義取得。這種方法適用于觸摸屏構(gòu)成的電路系統(tǒng)有較好的電氣特性，且不同產(chǎn)品有較大相像性的場(chǎng)合。這里以240*320LCD為例，X1是LCD的起點(diǎn)；X2是LCD的終點(diǎn)。xk是觸針按下的K點(diǎn)的X位置。要轉(zhuǎn)換成LCD像素點(diǎn)陣的位置，LCDKx則用下述公式計(jì)算：[x1，x2]在下面的例子中，有效取值區(qū)間是[90，1022]。[y1，y2]在下面的例子中，有效取值區(qū)間是[72，1022](嚴(yán)格說，開機(jī)后要運(yùn)行校準(zhǔn)程序，應(yīng)當(dāng)在LCD上顯示兩個(gè)坐標(biāo)校準(zhǔn)點(diǎn)，通過觸筆點(diǎn)觸校準(zhǔn)點(diǎn)，完成位置的校準(zhǔn))。(4-1)4.2坐標(biāo)定位方法常用的坐標(biāo)定位方法有，最值法，四點(diǎn)定位法，以及矩陣校準(zhǔn)法。矩陣校準(zhǔn)法對(duì)位精度最高，但也最為困難，一般不常用。這里重點(diǎn)分析最值法和四點(diǎn)定位法?！ぷ钪捣ㄓ|點(diǎn)坐標(biāo)公式為：

(4-2)

式中，X和Y分別為觸點(diǎn)在X工作面和Y工作面上產(chǎn)生的電壓的數(shù)字量的測(cè)量值，可通過采樣得到；（X﹐Y）反映了觸點(diǎn)在觸摸屏上的坐標(biāo)。Xmin、Ymin、Xmax和Ymax分別為觸摸屏上最小和最大坐標(biāo)點(diǎn)在X工作面和Y工作面上產(chǎn)生的電壓的數(shù)字量的實(shí)際測(cè)量值，它們是常量，可通過測(cè)量得到；（Xmin﹐Ymin）和（Xmax﹐Ymax）反映了觸摸屏上最小、最大坐標(biāo)點(diǎn)的坐標(biāo)；W和H分別是LCD顯示屏X軸和Y軸上的象素點(diǎn)總數(shù)；（，）為觸點(diǎn)映射到LCD顯示屏上的像素點(diǎn)坐標(biāo)。

最值法算法實(shí)現(xiàn)比較簡(jiǎn)潔，不過定位精度有所欠缺，只適合用于觸摸屏與LCD尺寸相差不大，并對(duì)精度要求不高的場(chǎng)合?！に狞c(diǎn)定位法如圖4.1所示，ABCD為觸摸屏對(duì)應(yīng)LCD四個(gè)頂點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn)，分別觸擊這四點(diǎn)，得到四組坐標(biāo)值：(，)、(，)、(，)、(，)。計(jì)算出觸摸屏中心點(diǎn)坐標(biāo)為(，)為 (4-3)設(shè):，最終可得觸點(diǎn)坐標(biāo)公式：

(4-4)

式中，X和Y分別為觸點(diǎn)在X工作面和Y工作面上產(chǎn)生的電壓的數(shù)字量的測(cè)量值，可通過采樣得到；（X﹐Y）反映了觸點(diǎn)在觸摸屏上的坐標(biāo)。W和H分別是LCD顯示屏X軸和Y軸上的象素點(diǎn)總數(shù)；（，）為觸點(diǎn)映射到LCD顯示屏上的像素點(diǎn)坐標(biāo)。+AB++AB++CD+圖4.1觸摸屏與LCD重疊放置的四點(diǎn)定位圖四點(diǎn)定位法，在觸摸屏中心點(diǎn)坐標(biāo)的定位上優(yōu)于最值法，所得到的觸點(diǎn)坐標(biāo)更為精確。在一些手寫識(shí)別領(lǐng)域應(yīng)用較多。

第五章觸摸屏的應(yīng)用設(shè)計(jì)5.1設(shè)計(jì)界面的存在美國(guó)學(xué)者赫伯特．A．西蒙提出：設(shè)計(jì)是人工物的內(nèi)部環(huán)境(人工物自身的物質(zhì)和組織)和外部環(huán)境(人工物的工作或運(yùn)用環(huán)境)的接合。所以設(shè)計(jì)是把握人工物內(nèi)部環(huán)境與外部環(huán)境接合的學(xué)科，這種接合是圍繞人來(lái)進(jìn)行的。"人"是設(shè)計(jì)界面的一個(gè)方面，是相識(shí)的主體和設(shè)計(jì)服務(wù)的對(duì)象，而作為對(duì)象的"物"則是設(shè)計(jì)界面的另一個(gè)方面。它是包含著對(duì)象實(shí)體、環(huán)境及信息的綜合體，就如我們望見一件產(chǎn)品、一棟建筑，它帶給人的不僅有運(yùn)用的功能、材料的質(zhì)地，也包含著對(duì)傳統(tǒng)思索、文化理喻、科學(xué)觀念等的認(rèn)知。"任何一件作品的內(nèi)容，都必需超出作品中所包含的那些個(gè)別物體的表象。"分析"物"也就分析了設(shè)計(jì)界面存在的多樣性。為了便于相識(shí)和分析設(shè)計(jì)界面，可將設(shè)計(jì)界面分類為：1功能性設(shè)計(jì)界面接受物的功能信息，操縱與限制物，同時(shí)也包括與生產(chǎn)的接口，即材料運(yùn)用、科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用等等。這一界面反映著設(shè)計(jì)與人造物的協(xié)調(diào)作用。2情感性設(shè)計(jì)界面即物要傳遞感受給人，取得與人的感情共鳴。這種感受的信息傳達(dá)存在著確定性與不確定性的統(tǒng)一。情感把握在于深化目標(biāo)對(duì)象的運(yùn)用者的感情，而不是個(gè)人的情感抒發(fā)。設(shè)計(jì)?quot;投入熱忱，不投入感情"，避開個(gè)人的任何主觀臆斷與特性的自由發(fā)揮。這-界面反映著設(shè)計(jì)與人的關(guān)系。3環(huán)境性設(shè)計(jì)界面外部環(huán)境因素對(duì)人的信息傳遞。任何一件或一個(gè)產(chǎn)品或平面視覺傳達(dá)作品或室內(nèi)外環(huán)境作品都不能脫離環(huán)境而存在，環(huán)境的物理?xiàng)l件與精神氛圍是不行忽缺的界面因素。應(yīng)當(dāng)說，設(shè)計(jì)界面是以功能性界面為基礎(chǔ)，以環(huán)境性界面為前提，以情感性界面為重心而構(gòu)成的，它們之間形成有機(jī)和系統(tǒng)的聯(lián)系。5.2設(shè)計(jì)界面存在的方法論意義當(dāng)機(jī)械大工業(yè)發(fā)展起來(lái)的時(shí)候，如何有效操縱和限制產(chǎn)品或機(jī)械的問題導(dǎo)致了人機(jī)工程學(xué)。二戰(zhàn)后，隨著體力的簡(jiǎn)潔勞動(dòng)轉(zhuǎn)向腦力的困難勞動(dòng)，人體工學(xué)也進(jìn)一步地?cái)U(kuò)大到人的思維實(shí)力的設(shè)計(jì)方面，"使設(shè)計(jì)能夠支持、解放、擴(kuò)展人的腦力勞動(dòng)"。在目前的學(xué)問經(jīng)濟(jì)時(shí)代，在滿足了物質(zhì)需求的狀況下，人們追求自身特性的發(fā)展和情感訴求，設(shè)計(jì)必須要著重對(duì)人的情感需求進(jìn)行考慮。設(shè)計(jì)因素困難化導(dǎo)致設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)困難化。一個(gè)特性化的設(shè)計(jì)作品能否被消費(fèi)者所認(rèn)同?新產(chǎn)品開發(fā)能不能被市場(chǎng)所接受?在目前，我國(guó)大部分企業(yè)實(shí)力還并不強(qiáng)大，設(shè)計(jì)開發(fā)失利承受力還不很強(qiáng)的狀況下，如何系統(tǒng)地、有依據(jù)地相識(shí)、評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)，使其符合市場(chǎng)，就須要對(duì)設(shè)計(jì)因素再相識(shí)。利用界面分析法，正是使設(shè)計(jì)因素條理化，避開將人作為"生物人"的片面和走出籠統(tǒng)地說"設(shè)計(jì)＝科學(xué)十藝術(shù)"的簡(jiǎn)潔誤區(qū)?，F(xiàn)代的人機(jī)工程學(xué)和消費(fèi)心理學(xué)為設(shè)計(jì)供應(yīng)了科學(xué)的依據(jù)，它們的勝利就在于試驗(yàn)、調(diào)查和數(shù)理表述，是較為可系的。同樣對(duì)設(shè)計(jì)藝術(shù)而言，進(jìn)行設(shè)計(jì)界面的分析，也要有生理學(xué)、心理學(xué)、文化學(xué)、生物學(xué)、技術(shù)學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)。從理論上來(lái)說，它要干脆建立在信息論和限制論的基礎(chǔ)之上。相對(duì)于機(jī)械、電子設(shè)計(jì)和人機(jī)設(shè)計(jì)，以往人機(jī)界面設(shè)計(jì)把握了技術(shù)科學(xué)的相識(shí)和手段，忽視了人文科學(xué)觀念與思想。它的界面設(shè)計(jì)只能存在于局部的思索范圍內(nèi)，只成為一個(gè)設(shè)計(jì)的階段。有人以功能論來(lái)評(píng)判設(shè)計(jì)。"功能確定形態(tài)"曾是20世紀(jì)上半葉的設(shè)計(jì)格言，它的提法是片面的。這是因?yàn)椋旱谝唬δ懿皇菃我坏?，它包括運(yùn)用功能、審美功能、社會(huì)功能、環(huán)境功能等。"過分追求單一的功能會(huì)導(dǎo)致將很多重要內(nèi)容(裝飾性、民族性、中間性)被排斥掉"。而且"有些內(nèi)容并不是’功能’的概念所能包括了的，更何況物質(zhì)和精神的內(nèi)容也并不是時(shí)時(shí)到處等質(zhì)等量的融洽在一個(gè)統(tǒng)一體中，隨產(chǎn)品的不同、時(shí)期的不同，它們各自的主次地位也隨之變更"。在現(xiàn)今信息技術(shù)高度發(fā)展的時(shí)代，情感因素越來(lái)越成為設(shè)計(jì)的主要方面。物質(zhì)意義上的功能在保持其基礎(chǔ)地位的狀況下，卻日益不能代表情感訴求的表述；其次，按"形態(tài)聽從功能"而設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，對(duì)于不熟識(shí)它的運(yùn)用者來(lái)說是難以理解的，產(chǎn)品要為人們所理解，必須要借助公認(rèn)的信碼，即符號(hào)系統(tǒng)；第三，滿足同一功能的產(chǎn)品形態(tài)原來(lái)就不是唯一的，象汽車等成熟的產(chǎn)品，年度換型安排等措施成為商品經(jīng)濟(jì)中日益不行避開的現(xiàn)象。社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展到肯定程度，才能出現(xiàn)設(shè)計(jì)的專業(yè)需求，而這時(shí)人們的基本物質(zhì)需求已能滿足，簡(jiǎn)潔地以物質(zhì)性功能來(lái)確定設(shè)計(jì)是不恰當(dāng)?shù)?。相反，設(shè)計(jì)界面體現(xiàn)了人一物溝通信息的本質(zhì)，也是設(shè)計(jì)藝術(shù)的內(nèi)涵，它包括了設(shè)計(jì)的方方面面，明確了設(shè)計(jì)的目標(biāo)與程序。5.3設(shè)計(jì)界面的分析依據(jù)設(shè)計(jì)界面的三類劃分，有助于考察設(shè)計(jì)界面的多種因素。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)說設(shè)計(jì)界面的劃分是不行能完全肯定的，三類界面之間有涵義上也可能交互與重疊，如宗教文化是一種環(huán)境性因素，但它帶給信仰者的往往更多的卻是宗教的情感因素。在這里環(huán)境性和情感性是不好區(qū)分的，但這并不阻礙不同分類之間所存在的實(shí)質(zhì)性的差異。1功能性界面對(duì)功能性界面來(lái)說，它實(shí)現(xiàn)的是運(yùn)用性內(nèi)容，任何’件產(chǎn)品或內(nèi)外環(huán)境或平面視覺傳達(dá)作品，其存在的價(jià)值首要的是在于運(yùn)用性，由運(yùn)用性牽涉到多種功能因素的分析及實(shí)現(xiàn)功能的技術(shù)方法與材料運(yùn)用。在這一方面，分析思維作為一種理性思維而存在。假如作為一種處理方式來(lái)設(shè)計(jì)產(chǎn)品，則這種產(chǎn)品會(huì)使多種特征性(如民族性、純粹性)因素中性化，假如去除產(chǎn)品商標(biāo)，就很難認(rèn)出是哪國(guó)的或哪個(gè)公司的產(chǎn)品。當(dāng)然，這方面也說明白產(chǎn)品中存在著共同性因素，它使全人類能做出同樣的反應(yīng)。人的感覺和推斷實(shí)力有著國(guó)際性的、客觀性的特征。功能性界面設(shè)計(jì)要建立在符號(hào)學(xué)的基礎(chǔ)上。國(guó)際符號(hào)學(xué)會(huì)對(duì)符號(hào)學(xué)所下定義是：符號(hào)是關(guān)于信號(hào)標(biāo)記系統(tǒng)(即通過某種渠道傳遞信息的系統(tǒng))的理論，它探討自然符號(hào)系統(tǒng)和人造符號(hào)系統(tǒng)的特征。廣義的說，能夠代表其他事物的東西都是符號(hào)，如字母、數(shù)字、儀式、意識(shí)、動(dòng)作等，最困難的一種符號(hào)系統(tǒng)可能就是語(yǔ)言。設(shè)計(jì)功能界面，不行避開地要讓運(yùn)用者明白功能操作。每一操作對(duì)人來(lái)說應(yīng)是符合思維邏輯的，是人性的，而對(duì)機(jī)械、電子來(lái)說則應(yīng)是精確的、確定無(wú)疑的，這雙方的信息傳遞是功能界面的核心內(nèi)涵。2情感性界面一個(gè)家庭裝飾要賜予人家居的溫馨，一副平面作品要以情動(dòng)人，一件宗教器具要體現(xiàn)信仰者的虔誠(chéng)。其實(shí)任何一件產(chǎn)品或作品只有與人的情感產(chǎn)生共鳴才能為人所接受，"敝帚自珍"正體現(xiàn)著人的感情寄予，也體現(xiàn)著設(shè)計(jì)作品的魅力所在?，F(xiàn)代符號(hào)學(xué)的發(fā)展也日益這一領(lǐng)域開拓，以努力使這種不確定性得到壓縮，部分加強(qiáng)理性化成分。符號(hào)學(xué)漸漸應(yīng)用于民俗學(xué)、神話學(xué)、宗教學(xué)、廣告學(xué)等領(lǐng)域，如日本符號(hào)學(xué)界把符號(hào)學(xué)用于相識(shí)論探討，考察相識(shí)知覺、相識(shí)過程的符號(hào)學(xué)問題。同時(shí)，符號(hào)學(xué)還用于分析利用人體感官進(jìn)行的交際，并將音樂、舞蹈、服裝、裝飾等都作為符號(hào)系統(tǒng)加以分析探討，這都為設(shè)計(jì)藝術(shù)供應(yīng)了珍貴與有借鑒價(jià)值的情感界面設(shè)計(jì)方法與技術(shù)手段。3環(huán)境性界面任何的設(shè)計(jì)都要與環(huán)境因素相聯(lián)系，它包括社會(huì)、政治和文化等綜合領(lǐng)域。處于外界環(huán)境之中，"是以社會(huì)群體而不是以個(gè)體為基礎(chǔ)的"，所以環(huán)境性因素一般處于非受控與難以預(yù)見的變更狀態(tài)。聯(lián)系到設(shè)計(jì)的歷史，我們可以利用藝術(shù)社會(huì)學(xué)的觀點(diǎn)去相識(shí)各時(shí)期的設(shè)計(jì)潮流。18世紀(jì)起，西方一批美學(xué)家已留意到藝術(shù)創(chuàng)建與審美趣味深受地理、氣候、民族、歷史條件等環(huán)境因素的影響。法國(guó)實(shí)證主義哲學(xué)家孔德指出："文學(xué)藝術(shù)是人的創(chuàng)建物，原則上是由創(chuàng)建它的人所處的環(huán)境條件確定。"法國(guó)文藝?yán)碚摷业ぜ{認(rèn)為"物質(zhì)文明與精神文明的性質(zhì)面貌都取決于種族、環(huán)境、時(shí)代三大因素"。無(wú)論是工藝美術(shù)運(yùn)動(dòng)、包豪斯現(xiàn)代主義或20世紀(jì)80年頭的反設(shè)計(jì)，現(xiàn)代的多元化，"游牧主義"(Nemadism)都反映著環(huán)境因素的影響。環(huán)境性界面設(shè)計(jì)所涵蓋的因素是極為廣泛的，它包括有政治、歷史、經(jīng)濟(jì)、文化、科技、民族等，這方面的界面設(shè)計(jì)正體現(xiàn)了設(shè)計(jì)藝術(shù)的社會(huì)性。以上說明白設(shè)計(jì)藝術(shù)界面存在的特征因素，說明在理性與非理性上都存在明確、合理、有規(guī)則、有依據(jù)的相識(shí)方法與手段。勝利的作品都是完善地處理了這三個(gè)界面的結(jié)晶。如貝聿銘設(shè)計(jì)的盧浮宮擴(kuò)建工程，功能性處理得很好，沒有屈從于形式而損害功能；但同時(shí)又通過新材料及形式反映新的時(shí)代性特征及美學(xué)傾向，這是環(huán)境性界面處理的典范；人們觀看盧浮宮，不是回到古代，而是以新的價(jià)值觀去重新諦視、觀賞，它的三角形外觀符合了人們的心理期望，這是情感性界面處理的極致。5.4設(shè)計(jì)界面的運(yùn)用原則1合理性原則，即保證在系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的合理與明確。任何的設(shè)計(jì)都既要有定性也要有定量的分析，是理性與感性思維相結(jié)合。努力削減非理性因素，而以定量?jī)?yōu)化、提高為基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)不應(yīng)人云亦云，肯定要在正確、系統(tǒng)的事實(shí)和數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行嚴(yán)密地理論分析，能以理服人、以情感人。2動(dòng)態(tài)性原則即要有四維空間或五維空間的運(yùn)作觀念。一件作品不僅是二維的平面或三絕的立體，也要有時(shí)間與空間的變換，情感與思維相識(shí)的演化等多維因素。3多樣化原則即設(shè)計(jì)因素多樣化考慮。當(dāng)前越來(lái)越多的專業(yè)調(diào)查人員與公司出現(xiàn)，為設(shè)計(jì)帶來(lái)豐富的資料和依據(jù)。但是，如何獲得有效信息，如何分析設(shè)計(jì)信息事實(shí)上是一個(gè)要有創(chuàng)建性思維與方法的過程體系。4交互性原則即界面設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)交互過程。一方面是物的信息傳達(dá)，另一方面是人的接受與反饋，對(duì)任何物的信息都能動(dòng)地相識(shí)與把握。5共通性原則即把握三類界面的協(xié)調(diào)統(tǒng)一，功能、情感、環(huán)境不能孤立而存在。5.5設(shè)計(jì)界面的應(yīng)用方法設(shè)計(jì)界面所包含的因素是極為廣泛的，但在運(yùn)用中卻只能有側(cè)重、有強(qiáng)調(diào)的把握。設(shè)計(jì)因素雖多，但它仍是一個(gè)不行分割的整體。它的結(jié)果是物化的形，但這個(gè)形卻是代表了時(shí)代、民族等方面的意識(shí)，并最終反映出人的"美"的心理活動(dòng)。設(shè)計(jì)界面的運(yùn)用，核心是設(shè)計(jì)分析。在一些國(guó)際性的大公司，如索尼、松下、柯尼卡等，都有很多的勝利案例可為借鑒。如柯尼卡公司設(shè)計(jì)其相機(jī)時(shí)，首先不是去繪制"美"的形和考慮技術(shù)的進(jìn)步，而是進(jìn)行對(duì)象人的日常行為分析，作出故事版(STORY)。它先假定對(duì)象人的年齡為35歲，名：Xxxx，從而分析他的家庭、喜好與憎惡，分析他的日常行為，進(jìn)而考察其人在什么場(chǎng)合須要僚機(jī)，從而為設(shè)計(jì)供應(yīng)概念(CONCEPT)與目標(biāo)(TARGET)，進(jìn)行設(shè)計(jì)。經(jīng)過分析，設(shè)計(jì)師有了明確的概念與目標(biāo)，并隨信息的交互產(chǎn)生了創(chuàng)建力。另一方面，設(shè)計(jì)師自身對(duì)社會(huì)環(huán)境也要進(jìn)行深化的相識(shí)與考察，對(duì)設(shè)計(jì)的作品取向有明晰的相識(shí)：是否符合人們的消費(fèi)預(yù)期?是否能感受到人們的審美知覺?日本設(shè)計(jì)師佐野邦雄先生曾作一圖--生活的變遷與設(shè)計(jì)師的課題，將日本及世界上某些特別有影響性的事務(wù)，如技術(shù)的進(jìn)步、企業(yè)的發(fā)展等等都進(jìn)行了歸納，進(jìn)而對(duì)設(shè)計(jì)有了深化的相識(shí)與感悟。所以，要運(yùn)用好設(shè)計(jì)的界面，理性的相識(shí)是首要的，其次就是創(chuàng)建性的，而且是有實(shí)效性的分析、處理信息。設(shè)計(jì)不是一成不變的，分析方法也不是一成不變的，設(shè)計(jì)的界面同樣是在人一物的信息溝通中變更發(fā)展的。5.6如何選擇HMI（人機(jī)界面）軟件工具人機(jī)界面（Human-machineinterface）軟件能與任何工具集成，簡(jiǎn)化目前的界面系統(tǒng)的開發(fā)。無(wú)論是Excel還是XML、VisualBasic、OPC、C++或者C#它都可以實(shí)現(xiàn)用戶的預(yù)料安排。