觸摸屏顯示器能夠檢測顯示區(qū)域上是否有人觸摸以及觸摸位置,，因此各種設(shè)備上的機械按鈕正日漸被這種顯示器所取代,，包括智能電話、MP3播放器,、GPS導航系統(tǒng),、數(shù)碼相機、筆記本電腦,、游戲機和實驗室儀器等,。第一代此類設(shè)備不太精確，存在誤檢率高和功耗過大的問題,。新型觸摸屏控制器,，如AD7879等，可提供更高的精度,、更低的功耗和結(jié)果濾波功能,。這些器件還可以檢測溫度、電源電壓和觸摸壓力,，有助于現(xiàn)代觸摸屏顯示器實現(xiàn)魯棒的檢測,。
觸摸屏的工作原理
首先，讓我們看看電阻式觸摸屏如何工作,。圖1顯示了觸摸屏的基本結(jié)構(gòu)和工作原理圖,。
圖1. 電阻式觸摸屏的結(jié)構(gòu)
觸摸屏由兩層塑料薄膜組成，各薄膜層上均涂有一層導電金屬（通常是氧化銦錫）,，中間的空氣間隙將二者分開,。電源電壓激勵其中的一塊板，上圖中為X板,。觸摸屏幕時,，兩塊導電板碰到一起，在X板上構(gòu)成一個電阻分壓器。接觸點的電壓通過Y+電極檢測,，代表X板上的位置,，如圖2所示。然后重復上述過程,，電源電壓激勵Y板,，并通過X+電極檢測Y位置。
圖2. X位置測量
接下來,，將電源電壓置于Y+和X–上,，再進行兩次屏幕測量：測量X+上的電壓得出Z1，測量Y–上的電壓得出Z2,。這些測量結(jié)果可以用來估計觸摸壓力,，其方法有兩種。如果X板的電阻已知,，則觸摸電阻的計算公式為：
如果X板和Y板的電阻均已知,，則觸摸電阻的計算公式為：
觸摸電阻值越大，則表示觸摸壓力越小,。
AD7879觸摸屏控制器
AD7879觸摸屏控制器設(shè)計用于與四線式電阻觸摸屏接口,。除了檢測觸摸動作外，它還能測量溫度和輔助輸入端的電壓,。所有四種觸摸測量加上溫度,、電池、輔助電壓測量,，均可以通過編程寫入其片內(nèi)序列器,。寬電源電壓范圍（1.6 V至3.6 V）、小尺寸（12引腳,、1.6 mm × 2 mm WLCSP封裝或16引腳,、4 mm × 4 mm LFCSP封裝）以及低功耗（轉(zhuǎn)換時480 µA，關(guān)斷模式0.5 µA）,，使這款控制器可以靈活地用于各種產(chǎn)品。
觸摸喚醒
可以將AD7879配置為在發(fā)生觸摸屏幕事件時啟動并轉(zhuǎn)換,，在釋放之后進入省電模式,。這種配置非常適合注重節(jié)約電量的電池供電設(shè)備。每個轉(zhuǎn)換序列完成之后,，AD7879向主機微控制器發(fā)送一個中斷,，將其從低功耗模式喚醒，以便處理數(shù)據(jù),。這樣,，屏幕被觸摸之前微控制器的功耗也會極低。圖3顯示了觸摸喚醒功能的設(shè)置。
圖3. 觸摸喚醒設(shè)置
觸摸屏幕時,，X板與Y板接觸,，拉低限變器輸入，從而喚醒AD7879,，隨后開始轉(zhuǎn)換,。轉(zhuǎn)換結(jié)束時，AD7879向主機發(fā)送一個中斷,。
結(jié)果濾波
在典型的顯示器中,，電阻板位于液晶顯示器(LCD)之上，LCD會產(chǎn)生大量噪聲,，影響位置測量,。這種噪聲由脈沖噪聲和高斯噪聲組合而成。AD7879提供的中值濾波器和均值濾波器可降低這種噪聲,?？梢詫⑿蛄衅髋渲脼槔?個、4個,、8個或16個樣本進行位置測量,，而不是利用單個樣本進行測量。這些樣本經(jīng)過排序,、中值濾波和均值濾波,，便可得到噪聲更低、精度更高的結(jié)果,。圖4清楚顯示了其原理,。獲得16個位置測量結(jié)果，然后按由低到高的順序排序,。剔除四個最大測量結(jié)果和四個最小測量結(jié)果,，以消除脈沖噪聲；對剩余的八個采樣值求平均值,，以降低高斯噪聲,。這種方法還有一個額外好處，即可以降低所需的主機處理工作量和主機與觸摸屏控制器的通信量,。
圖4. 中值和均值濾波
參考文獻
Pratt, Susan. Ask The Applications Engineer—35, "Capacitance Sensors for Human Interfaces to Electronic Equipment." Analog Dialogue. Volume 40, Number 4. www.analog.com/library/analogdialogue/archives/40-10/cap_sensors.html.
Kearney, Paul. "The PDA Challenge—Met by the AD7873 Resistive-Touch-Screen Controller ADC." Analog Dialogue. Volume 35, Number 4. www.analog.com/library/analogdialogue/archives/35-04/touchscreen.