ADS7846在電阻式觸摸屏設計中的應用

　1 前言

　　其實(shí)不管在任何設計中，人性化都是非常重要的一環(huán)。信息技術(shù)的發(fā)展，為人們帶來(lái)了觸摸屏的福利。由于觸摸屏可以使操作簡(jiǎn)單直觀(guān)，因此越來(lái)越多的手持產(chǎn)品，公共服務(wù)類(lèi)設備采用觸摸屏。觸摸屏有電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、表面聲波式觸摸屏、紅外線(xiàn)觸摸屏等多種。電阻式觸摸屏是目前應用比較廣泛的一種，有4線(xiàn)、5線(xiàn)、7線(xiàn)等幾種。

　　2 電阻式觸摸屏的工作原理

　　2.1 電阻式觸摸屏結構

　　典型觸摸屏的工作部分一般由3部分組成，如圖1所示，這一個(gè)電阻式觸摸屏的橫截面，兩層透明的電阻性導體層（玻璃）、兩層導體之間的隔離層（隔離玻璃珠）、以及電阻性涂層。電阻性導體層必須選用阻性材料，如銦錫氧化物（ITO）涂在襯底上構成，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。電極選用導電性能極好的材料（如銀粉墨）構成，其導電性能大約為ITO的1000倍。

　　2.2 電阻式觸摸屏原理

　　電阻式觸摸屏是一種傳感器，它將矩形區域中觸摸點(diǎn)（X,Y）的物理位置轉換為代表X坐標和Y坐標的電壓。當觸摸屏表面受到的壓力（如通過(guò)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。所有的電阻式觸摸屏都采用分壓器原理來(lái)產(chǎn)生代表X坐標和Y坐標的電壓。如圖2所示，分壓器是通過(guò)將兩個(gè)電阻進(jìn)行串聯(lián)來(lái)實(shí)現的。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量一個(gè)坐標，需要對一個(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于分壓器中下面的那個(gè)電阻。因此，在未偏置層上測得的電壓與觸摸點(diǎn)到接地邊之間的距離成正比。

　　3 ADS7846的基本特性與典型應用

　　3.1 基本特性

　　ADS7846是ADI公司生產(chǎn)的一種4線(xiàn)式觸摸屏控制器，目前廣泛應用于電阻式觸摸屏輸入系統中。ADS7846數字轉換器在一個(gè)12位逐次逼近式比較寄存器（SAR）ADC架構上集成了用于驅動(dòng)觸摸屏的低通阻抗開(kāi)關(guān)。這些器件不使用內部基準電壓，當以大于125kp/s的吞吐率運行時(shí)的最大功耗小于1.4mW。它們還帶有10keV到12keV的模擬輸入ESD保護，增強了抗ESD能力，以避免關(guān)鍵的內部系統元件損壞。使用單2.2V到5.25V的電源工作。AD7846串行接口的一次完整操作需要24個(gè)DCLK.，前8個(gè)脈沖接收8位的命令，并在第6個(gè)脈沖的上升沿開(kāi)始采樣，從第9個(gè)脈沖開(kāi)始進(jìn)入轉換階段，輸出12位采樣值，轉換結束進(jìn)入空閑階段。直到24個(gè)DCLK結束，CS置高電平，一次測量結束。