感應顯示區域物理觸摸的發生和位置的觸摸屏顯示器越來越多地用于取代各種設備中的機械按鈕，包括智能手機、MP3 播放器、GPS 導航系統、數碼相機、筆記本電腦、視頻游戲和實驗室儀器。第一代設備不是很準確，存在錯誤檢測，并且消耗太多功率。AD7879等新型觸摸屏控制器具有更高的精度、更低的功耗和結果濾波功能。它們還可以感測溫度、電源電壓和觸摸壓力，從而為現代觸摸屏顯示器提供可靠的傳感。

觸摸屏如何工作？

首先，讓我們看看電阻式觸摸屏是如何工作的。圖1顯示了觸摸屏的結構和操作的基本示意圖。

圖1.電阻式觸摸屏的結構。

篩網由兩層塑料薄膜形成，每層塑料薄膜都涂有一層金屬導電層——通常是氧化銦錫（ITO）——它們被氣隙隔開。一個板，即上圖中的X板，由電源電壓激勵。觸摸屏幕時，兩個導電板會聚在一起，沿 X 板形成電阻分壓器。接觸點處的電壓（代表X板上的位置）通過Y+電極感測，如圖2所示。然后通過激發Y板并通過X +電極感測Y位置來重復該過程。

圖2.X 位置測量。

接下來，將電源放置在Y+和X–上，并進一步進行兩次屏幕測量：Z1測量為X+處的電壓，Z2測量為Y–處的電壓。這些測量值可用于以兩種方式之一估計觸摸壓力。如果 X 板的電阻已知，則觸摸電阻由下式給出：

如果 X 板和 Y 板電阻都已知，則觸摸電阻由下式給出：

觸摸電阻值越大表示觸摸壓力越輕。

AD7879 觸摸屏控制器

AD7879觸摸屏控制器設計用于與4線電阻式觸摸屏接口。除了感應觸摸外，它還測量輔助輸入端的溫度和電壓。所有四個觸摸測量以及溫度、電池和輔助電壓測量都可以編程到其片內定序器中。其寬電源電壓范圍（1.6 V 至 3.6 V）、小尺寸（12 引腳、1.6 mm × 2 mm WLCSP;或 16 引腳、4 mm × 4 mm LFCSP）和低功耗（轉換時為 480 μA，關斷模式下為 0.5 μA）使其可靈活地用于各種產品。

觸摸喚醒

AD7879可配置為在觸摸屏幕時啟動和轉換，并在釋放后關斷。這對于注重節能的電池供電設備非常有用。在每個轉換序列之后，AD7879向主機微控制器發送一個中斷，將其從低功耗模式喚醒以處理數據。因此，在觸摸屏幕之前，微控制器也消耗很少的功率。圖3顯示了觸摸喚醒功能的設置。

圖3.觸摸喚醒設置。

觸摸屏幕時，X板和Y板連接，將抗干擾輸入拉低并喚醒AD7879，然后AD<>開始轉換。轉換結束時會向主機發送中斷。

結果過濾

在典型的顯示器中，電阻板放置在液晶顯示器（LCD）的頂部，這給位置測量帶來了很大的噪聲。這種噪聲是脈沖噪聲和高斯噪聲的組合。AD7879提供中值和平均濾波器來降低這種噪聲。可以對序列器進行編程，而不是采集單個樣本進行位置測量，以采集 16 個、4 個、<> 個或 <> 個樣本。對這些樣本進行分類、中值過濾和平均，以提供更低的噪聲、更準確的結果。該原理在圖<>中得到了更清晰的說明。進行 <> 個位置測量，然后從低到高進行排名。丟棄四個最大和四個最小測量值以消除脈沖噪聲;對其余<>個樣本進行平均，以減少高斯噪聲。這還具有減少主機處理和主機到觸摸屏控制器通信所需的額外好處。

圖4.中位數和平均過濾。

審核編輯：郭婷