觸摸屏作為嵌入式產(chǎn)品中常用的交互設(shè)備，具有交互直觀，編程簡(jiǎn)易等特點(diǎn)，本系列文章將以多種角度分析如何選擇合適的觸摸屏方案及常見的故障解決方法，敬請(qǐng)關(guān)注連載文章。下文主題為：電阻屏的原理。

1.1基本原理

首先觸摸屏屬于輸入設(shè)備，對(duì)于高效的系統(tǒng)而言，一個(gè)輸入設(shè)備必須滿足以下幾點(diǎn)：

1. 中斷觸發(fā)機(jī)制，若一個(gè)設(shè)備不能引起中斷，那么系統(tǒng)只能隔一段時(shí)間查詢外設(shè)是否被觸發(fā)，倘若兩次查詢間隔內(nèi)狀態(tài)發(fā)生改變，那么系統(tǒng)將丟失數(shù)據(jù)。
2. 能輸出或被控制輸出不同的數(shù)據(jù)，由算法或者硬件輸出，這點(diǎn)在電阻屏中尤其重要。

1.2四線電阻屏

四線電阻屏的硬件構(gòu)成如圖1.1所示，對(duì)外接口為X軸的正負(fù)極x+、x-，Y軸的正負(fù)極y+、y-。X軸的兩個(gè)電極分布在下層的兩端，Y軸的兩個(gè)電極分布在上層的另外兩端，這樣施加的電場(chǎng)可以相互垂直。

圖1.1 四線的屏硬件構(gòu)造

當(dāng)y+賦予正電壓，y-賦予負(fù)電壓，形成電場(chǎng)后，讀取x+的電壓，此時(shí)按壓的x軸坐標(biāo)即為。同理，賦予x+、x-正負(fù)電壓，即可得到y(tǒng)軸坐標(biāo)。

所以對(duì)于四線屏來說，需要滿足ADC的四根線能控制輸出電壓，同時(shí)能采集電壓數(shù)據(jù)。那如何解決中斷呢？對(duì)于四線屏來說，只需將一面電極板如x+、x-均設(shè)置為低電平，y+作為感應(yīng)觸發(fā)引腳，當(dāng)屏被按下時(shí)就會(huì)產(chǎn)生下降沿脈沖，此信號(hào)即為中斷觸發(fā)信號(hào)。

1.3五線電阻屏

五線電阻屏的硬件構(gòu)成如所示，x、y軸的電極分布下層貼近玻璃基板，分布施加在四個(gè)電極點(diǎn)上，名為UR、UL、LR、LL，上層為活動(dòng)電極層，負(fù)責(zé)采集點(diǎn)觸點(diǎn)電壓。

圖1.2 五線電阻屏構(gòu)成

這四個(gè)電極點(diǎn)通過輸出不同的電平使整個(gè)底板在不同時(shí)刻產(chǎn)生不同方向的電場(chǎng)，交互垂直和水平電場(chǎng)即可采集x、y軸坐標(biāo)值，電場(chǎng)關(guān)系如表1.1所示。在水平電場(chǎng)情況下，活動(dòng)電極點(diǎn)出來的電壓即為相對(duì)于水平方向的坐標(biāo)值，同理垂直電場(chǎng)也是如此。

表1.1 五線屏電場(chǎng)形成情況

1.4處理器的支持

本章節(jié)將從處理器角度，分析硬件是如何觸發(fā)、如何產(chǎn)生電場(chǎng)、以及不同線制需要調(diào)整的配置。此處以Ti Cortex-A8 AM335x為例，此款處理器可支持4線、5線和8線（此款市面較少）電阻屏。

AM335x的觸摸模組實(shí)際包含觸摸模組與ADC模組，內(nèi)部構(gòu)造如圖1.3所示。整個(gè)功能的核心部件由以下幾部分組成：

• AN0~AN7：模擬量輸入端口，AN0接四線屏?xí)r為XP，接五線屏?xí)r為UL，AN0~AN3具有XP、XN、YP、YN（四線屏功能引腳），UR、UL、LR、LL（五線屏功能）；
• 電場(chǎng)選擇功能開關(guān)：3個(gè)高電平的開關(guān)（YPPSW、XNPSW、XPPSW），4個(gè)低電平的開關(guān)（WPNSW、YNNSW、YPNSW、XNNSW）共7個(gè)開關(guān)。
• 中斷觸發(fā)器：Pen & IRQ Control選擇觸摸筆的輸入引腳，只能選擇AN0或AN4；

圖1.3 AM335x的觸摸模組

四線屏的相關(guān)配置如表1.2所示，結(jié)合圖1.3，當(dāng)打開XPP開關(guān)后，AN0直連到VDDA，即AN0直連到ADC的電源正極，此時(shí)AN0就會(huì)輸出高電平，同理AN1輸出低電平，此時(shí)形成了正負(fù)電場(chǎng)，AN2作為采集點(diǎn)就可以順利采集對(duì)應(yīng)坐標(biāo)。

表1.2 四線屏寄存器配置

五線屏的相關(guān)配置如表.3所示，五線屏需要在電極板上的四個(gè)角形成正負(fù)電場(chǎng)，且正負(fù)電場(chǎng)可以在水平和垂直的方向來回切換，故四個(gè)角采集X軸和Y軸時(shí)電平情況分別為（H,H），(H,L)，（L,H），（L,L），結(jié)合圖1.3，AN0為（H,H）點(diǎn)，AN1為（L,H）點(diǎn)，AN2為（H,L）點(diǎn)，AN3為（L,L）點(diǎn)，而AN4負(fù)責(zé)采集兩個(gè)不同方向電場(chǎng)下的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。

表.3 五線屏寄存器配置

1.5擴(kuò)展分析

上述只是基于AM335x平臺(tái)，以下看一下NXP的i.MX6UL處理器自帶的觸摸模組的手冊(cè)描述，如圖1.4所示，于AM335x平臺(tái)一樣，i.MX6UL同樣針對(duì)四線屏和五線屏，輸出不同模式的電場(chǎng)模式。同理，對(duì)于其他平臺(tái)，以此方法即可判斷能否支持四線電阻屏、五線電阻屏。

圖1.4 i.MX6UL觸摸模組信息