觸摸屏作為智能儀器、儀表的輸入設備，是具有簡單、方便、自然的人機交互方式。按照工作原理和傳輸信息介質的不同，觸摸屏主要分為電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏、紅外線式觸摸屏及表面聲波觸摸屏4類。電阻式觸摸屏對外完全隔離，不怕油污、灰塵、水，經濟性很好，適應于各種領域，其產品在觸摸屏產品中占90％的市場份額。現介紹電阻式觸摸屏的結構及接口設計。

1 電阻式觸摸屏的結構

電阻式觸摸屏的檢測部件是一塊與顯示器表面緊密配合的多層復合薄膜，由一層玻璃或有機玻璃作為基層，表面涂有一層阻性導體層(如銦錫氧化物ITO)，上面再蓋有一層外表面被硬化處理、光滑防刮的塑料層，塑料層的內表面也涂有一層阻性導體層。在兩導體層之間有一層具有許多細小隔離點的隔離層，把兩導體層隔開絕緣，如圖1所示。當手指觸摸屏幕時，兩導體層在觸摸點位置產生了接觸，控制器檢測到這個接通點后計算出X，Y坐標，這就是電阻式觸摸屏的檢測原理。

電阻式觸摸屏根據引出線數的多少，分為4～8線等多種結構。4線電阻觸摸屏最具代表性，其檢測原理如圖2所示。在外ITO層的上、下兩邊各渡一個狹長電極，引出端為Y+，Y-，在內IT0層的左、右兩邊分別渡上狹長電極，引出端為X+，X-。為了獲得觸摸點在X方向的位置信號，在內ITO層的兩電極 X+，X-上分別加VREF，0 V電壓，使內IT0層上形成了從O～VREF的電壓梯度，觸摸點至X-端的電壓為該兩端電阻對VR-EF的分壓，分壓值代表了觸摸點在X方向的位置，然后將外ITO層的一個電極(如Y-)端懸空，可從另一電極(Y+)取出這一分壓，將該分壓進行A／D轉換，并與VREF進行比較，便可得到觸摸點的X坐標。

為了獲得觸摸點在Y方向的位置信號，需要在外ITO層的兩電極Y+，Y-上分別加VREF，O V電壓，而將內ITO層的一個電極(X-)懸空，從另一電極(X+)上取出觸摸點在Y方向的分壓。

2 ADS7846的特性

2．1 基本特性

ADS7846是美國BB公司推出的新一代4線制觸摸屏控制器，他由低導通電阻模擬開關，具有采樣／保持功能的逐次逼近型ADC、異步串行數據接口、溫度傳感器等組成。ADC是ADS7846的核心，其轉換速率可達125 kHz，分辨率可編程為8位或12位。該器件不僅具有X，Y坐標測量功能，還具有電池電壓、芯片溫度、觸摸壓力和外模擬量4種測量功能，其工作方式可由控制字決定，片內的6選1模擬多路開關可根據微控制器送來的命令字選擇6個電壓量之一(X+，Y+，Y-，VBAT，TEMP，AUX-IN)，并將其送入 A／D轉換器轉換，然后再通過SPI接口將轉換值送入微控制器。ADS7846還集成有觸摸識別電路，當檢測到有觸摸時，該電路會在引腳輸出一個低電平信號，向微控制器提出測量觸點坐標的中斷請求。該芯片采用單電源供電，工作電壓為2．2～5．25 V，且內部自帶+2．5 V的參考電壓。

2．2 引腳功能

ADS7846的引腳排列如圖3所示，引腳功能見表1。

2．3 控制字

ADS7846的控制功能主要是實現觸摸屏電極電壓的切換及觸摸點位置信號的A／D轉換。ADS7846的控制字如下：

S：數據傳輸起始標志位。為1表示一個新的控制字節到來；為0則忽略DIN引腳上數據。

A2A1A0：通道選擇位。用于控制通道選擇器的輸入，觸摸信號驅動開關及ADC的參考輸入電壓。當A2A1A0=001時，采集Y坐標信號；當A2A1A0=101時，采集X坐標信號。

MODE：用來選擇A／D轉換的精度。為1選擇8位精度；為0選擇12位精度。

用來選擇參考電壓的輸入模式。1為參考電壓非差動輸入模式；O為參考電壓差動輸入模式。

PDl，PD0：低功率模式選擇位。若為11，器件總處于供電狀態；若為OO，器件在兩次變換之間處于低功率模式。

2．4 轉換時序

ADS7846的轉換時序如圖4所示。一次完整的電極電壓切換和A／D轉換，需要ADS7846和微處理器進行3次串行數據傳送，每次傳送需要8個時鐘周期。