ADS7846在电阻式触摸屏设计中的应用

　1 前言

　　其实不管在任何设计中，人性化都是非常重要的一环。信息技术的发展，为人们带来了触摸屏的福利。由于触摸屏可以使操作简单直观，因此越来越多的手持产品，公共服务类设备采用触摸屏。触摸屏有电阻式触摸屏、电容式触摸屏、表面声波式触摸屏、红外线触摸屏等多种。电阻式触摸屏是目前应用比较广泛的一种，有4线、5线、7线等几种。

　　2 电阻式触摸屏的工作原理

　　2.1 电阻式触摸屏结构

　　典型触摸屏的工作部分一般由3部分组成，如图1所示，这一个电阻式触摸屏的横截面，两层透明的电阻性导体层（玻璃）、两层导体之间的隔离层（隔离玻璃珠）、以及电阻性涂层。电阻性导体层必须选用阻性材料，如铟锡氧化物（ITO）涂在衬底上构成，上层衬底用塑料，下层衬底用玻璃。

　　隔离层为粘性绝缘液体材料，如聚脂薄膜。电极选用导电性能极好的材料（如银粉墨）构成，其导电性能大约为ITO的1000倍。

　　2.2 电阻式触摸屏原理

　　电阻式触摸屏是一种传感器，它将矩形区域中触摸点（X,Y）的物理位置转换为代表X坐标和Y坐标的电压。当触摸屏表面受到的压力（如通过笔尖或手指进行按压）足够大时，顶层与底层之间会产生接触。所有的电阻式触摸屏都采用分压器原理来产生代表X坐标和Y坐标的电压。如图2所示，分压器是通过将两个电阻进行串联来实现的。上面的电阻（R1）连接正参考电压（VREF），下面的电阻（R2）接地。两个电阻连接点处的电压测量值与下面那个电阻的阻值成正比。为了在电阻式触摸屏上的特定方向测量一个坐标，需要对一个阻性层进行偏置：将它的一边接VREF，另一边接地。同时，将未偏置的那一层连接到一个ADC的高阻抗输入端。当触摸屏上的压力足够大，使两层之间发生接触时，电阻性表面被分隔为两个电阻。它们的阻值与触摸点到偏置边缘的距离成正比。触摸点与接地边之间的电阻相当于分压器中下面的那个电阻。因此，在未偏置层上测得的电压与触摸点到接地边之间的距离成正比。

　　3 ADS7846的基本特性与典型应用

　　3.1 基本特性

　　ADS7846是ADI公司生产的一种4线式触摸屏控制器，目前广泛应用于电阻式触摸屏输入系统中。ADS7846数字转换器在一个12位逐次逼近式比较寄存器（SAR）ADC架构上集成了用于驱动触摸屏的低通阻抗开关。这些器件不使用内部基准电压，当以大于125kp/s的吞吐率运行时的最大功耗小于1.4mW。它们还带有10keV到12keV的模拟输入ESD保护，增强了抗ESD能力，以避免关键的内部系统元件损坏。使用单2.2V到5.25V的电源工作。AD7846串行接口的一次完整操作需要24个DCLK.，前8个脉冲接收8位的命令，并在第6个脉冲的上升沿开始采样，从第9个脉冲开始进入转换阶段，输出12位采样值，转换结束进入空闲阶段。直到24个DCLK结束，CS置高电平，一次测量结束。