什么是触控面板？
触控面板也叫触摸屏（Touch Panel， or Touch Screen， or Touch Pad， etc），但凡电子设备都要用到屏幕，假如你不想让你的屏幕被无聊的键盘占有一半面积，就有必要要运用触摸屏作为人机对话的前言，触摸屏作为一种最新的电脑输入设备，它是现在最简略、便利、天然的一种人机交互方法。它赋予了多媒体以簇新的相貌，是极富吸引力的全新多媒体交互设备。
触控面板最早结缘于1965年E.A. Johnson一篇简略的描绘电容触摸屏的文章，继而1967年深度宣布有图有本相的文章。再到1970年由两位CERN（European Council for Nuclear Research）的两位工程师在1970年代初期创造的通明触控面板，并且与1973年投入运用。再后来到1975年一个美国人George Samuel Hurst创造了电阻式触控面板并拿到美国专利（#3，911，215），并与1982年投入商用。
1、触控面板的技能要害：
从技能原理视点来讲，触摸屏是一套通明的肯定定位体系，首要它有必要确保是通明的；其次它是肯定坐标，手指摸哪便是哪，不像鼠标需求一个光标作为相对定位用，所以很简单涣散注意力，因为你要不时重视光标在哪里。
究其结构通常是在半反射式液晶面板上（ITO通明导电极）掩盖一层压力板，其对压力有高灵敏度，当物体施压于其上时会有电流信号发生并且定出压力源方位，并可动态追寻。这种便是咱们媒体报道的on-cell技能。现在亦有In cell Touch触控组件集成于显现面板之内，使面板自身就具有触控功用，不需别的进行与触控面板的贴合与拼装即可到达触控的效果与运用，首要是Apple在研讨。
接下来咱们首要从通明性和定位方法来别离介绍不同触控技能的差异及原理。
2、触控面板的分类及原理：
从技能原理来差异触摸屏，可分为五个根本品种：矢量压力传感技能触摸屏、电阻技能触摸屏、电容技能触摸屏、红外线技能触摸屏、外表声波技能触摸屏。其间矢量压力传感技能触摸屏已退出历史舞台；红外线技能触摸屏价格低价，但其外框易碎，简单发生光搅扰，曲面情况下失真；外表声波触摸屏简直处理了一切触摸屏的各种缺陷，明晰不简单被损坏，适于各种场合，丧命的缺陷是屏幕外表假如有水滴和尘土会使触摸屏变的愚钝甚至不作业，所以也很难遍及运用。下面首要讲电阻式和电容式屏幕吧。
电阻式：用力真好！
电阻式触控板首要由两片单面镀有ITO（氧化铟锡）的薄膜基板组成，上板与下板之间需求填充透光的弹性绝缘阻隔物（spacer dot）来分隔，如图所示，下极板有必要是刚性的厚玻璃防止变形，而上极板则需求感应外力发生形变所以需求爆玻璃或许塑胶。
正常作业时，上下极板接电压并且处于断开状况，当外力按下时上极板发生形变与下极板触摸导通，此刻发生电压改动，经过此电压改动能够准确丈量触摸点坐标 （因为触摸上下极板触摸后则上下极板由本来的全体电阻变成了一分为二的电阻，而电阻值分压值与它到边际的间隔成份额计算X、Y坐标的）。所以电阻式触摸屏的精度首要取决于这个坐标电压的转化精度，所以十分依赖于A/D转化器的精度（力度巨细的电压灵敏性）。
因为电阻式萤幕透过压力控制，所以纷歧定要用手来控制，笔、信用卡等都能够操作，即便戴套也不要紧，并且它和外界是阻隔的所以它具有防尘防污的优势；不过假如「摸」得太轻，电阻式萤幕不会有反响，要用轻戳才行。电阻式萤幕本钱低价、技能门槛低，并且，操作电阻式触控萤幕时需求轻敲，所以简单坏，并且灵敏度也不太好，画画、写字并不流通。
电容式：纵享轻滑！
可是，真实带来智能手机风潮的是电容式触摸屏，它是由一片双面镀有导电膜的玻璃基板组成，并在上极板上掩盖一层薄的SiO2介质层。如图所示，其间上电极是用来与人体（接地）构成平板电容感测电容改动的，而下极板用来屏蔽外界信号搅扰的。
作业时，上通明电极需求接电压并在四个角上引出四个电极，所以当手指触碰上面的SiO2层时，因人体是导电的，所以人体与上通明电极之间发生满意的耦合电容，并且依据与四个角（或周边）丈量的电容值改动来计算出触控方位坐标（离触控方位越近则电容越大）。可是这种外表电容式触控（Surface Capacitive）仍是无法满意现在盛行的多点触控，假如要完成多点触控有必要要运用新技能叫做Projected-Capacitive Touch，它首要改动在于将外表的感应电极铺设成一层或两层并且进行图画化（首要是菱形），一层担任X方向，一层担任Y方向。然后经过X方向和Y方向电极电容的改动来定位。
因为现在干流都是多点触控（Multi-Touch），所以我略微多讲一点他的演化进程，多点触控的 Projected Capacitive首要有两种：自电容（Self-Capacitive）和互电容（Mutual Capacitive）。自电容它是直接扫描每个X和Y的电极电容，所以当两个触摸点的时分会额定发生两个虚拟点（Ghost Points），如图所示，左面为两层电极图形化示意图（多为菱形），它只需求一层ITO层即可，经过光刻构成X和Y电极。右边为原理图，从原理图上看，当一起触摸（X2， Y0）和（X1， Y3）时，因为量测四个电极的电容，所以会额定多出两个点（X1， Y0）和（X2， Y3），这便是Ghost Points，只能靠软件处理了。尽管自电容有Ghost-Points的问题，可是自电容方位精准灵敏度高，最大的优点是它能够做Single layer ITO膜，可是到大尺度（》15寸）的时分点数添加导致管脚增多，本钱会很高，并且点数多了之后中心的线路会走不出来，有必要要把ITO变细，所以电阻增大，并且点数多扫描时间也会添加，看似没有优势，可是现在苹果手机形似便是在走自电容触控技能，这些技能应该都突破了。
而互电容（Mutual-Cpacitive or Trans-Capacitive）它需求两层ITO膜层，经过特别的结构把X和Y电极在每个节点上分离隔，这样它扫描的便是节点 （Intersection）电容，而不是电极电容了。仅仅这两层ITO在交点处的触摸有必要离隔，需求用到MEMS技能将它相似立交桥架起来。
不管是自电容仍是互电容，都是依赖于将电容从人体电容中导到电极上，所以这两种技能都叫做电荷转移型电容触控（Charge-Transfer）。
电容式触控优势在于速度快，能够滑而不必再用戳的。可是它只能用导电物体控制，它还有个缺陷是假如触控面积比较大（手掌），或许你还没碰到就有动作了，因为面积大耦合电容大，所以触发了屏幕，所以它对外界电场或温湿度导致的电场改动比较灵敏。可是它是一层玻璃板结构所以透光率比电阻式高可达90%以上。
可是不管是电阻式仍是电容式触摸屏都很难做到均匀电场，所以只能用于20几寸以下的面板尺度。假如要做大屏幕触控有必要要运用动摇式触控技能（首要有外表声波或红外线波两种），它首要在四角或边际装置红外线或声波发射器/接纳器，当触控阻断声波或红外线时，对应的接纳器接纳不到信号则能够判定坐标，这种触控屏怕脏怕灰怕油，太娇气了，并且很简单受环境动摇影响。
每一类触摸屏都有其各自的优缺陷，要了解哪种触摸屏适用于哪种场合，要害就在于要懂得每一类触摸屏技能的作业原理和特色。
3、触控面板的电路部分：
上面花了大部分篇幅介绍触控面板的感应模块原理及结构，可是和Sensor相同（触控也是一种Sensor），它有传感部分就必定有电路部分，而触控的电路部分首要担任的工作便是：信号勘探、坐标定位、以及手势辨认（滑动/扩大/点击）。
而关于MCU电路来说，首要需求哪些电路单元，首要最重要的便是ADC（这是一切Sensor有必要的），其次是Scan Control和DSP（信号处理），而扫描电路必定需求时钟信号，所以需求Timer。而手势辨认是靠一个叫Finger Tracking的单元完成，最终便是User configure的代码保存需求用到EEPROM或Flash。
而在规划上的首要难点有两个：1） 高电阻加大电容问题，2） 噪声耦合（Noise Coupling）。前者首要是因为屏幕越来越大导致ITO的电极越来越长所以电阻越来越大，别的电极越来越长导致电容面积越来越大所以%&&&&&%也变大，最终的问题是RC-delay延伸，而解法要么是经过加大电压来加快scan，要么是换金属布线（Ag）。后者（Noise coupling）首要是因为面板越来越大，很简单接纳到环境噪声的搅扰首要靠shielding来防止，而别的的搅扰来自开关电源的搅扰，这只能经过在 ADC之前添加Noise Cancellation来完成。
