[对触摸屏基础技术的解读]触摸屏与plc怎么通信
时间：2019-05-03 03:21:03 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
【摘要】触摸屏这一计算机外设，已经成为当今时代中简单而便捷的人机交互形式之一。作为全新的多媒体设备，触摸屏在各个领域中得到了广泛的应用，特别是在那些无人管理的公共场所更能显示出优越性。本文具体分析了触摸屏的各项基础技术。
【关键词】触摸屏 基础技术 工作原理
【中图分类号】G71 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）04-0022-02
触摸屏这种特殊计算机外设被大量运用于大型的商场、银行、电力等部门进行业务查询、城市信息查询、军事指挥、电子游戏及多媒体教学等众多领域。在日常生活中，持有PDA等设备的人士也越来越多，彩色的LCD触摸屏也变得愈来愈普及，并渐渐成为当今的主流配置。为此，掌握触摸屏的基础技术变得日益重要。触摸屏依据其工作原理之不同可以分为红外式、电阻式、电容式、表面超声波式等几大类，下面分别进行解读。
1.红外技术触摸屏基本技术
所谓红外触摸屏，其外在特点在于增加了显示器的外框，并在其下方与左边设置了红外线发射二极管。在上方与右方设置光电晶体管，并对X和Y方向所分布的红外线矩阵加以检测，从而对触摸点进行合理地定位。一旦使用者接触到触摸屏之后，其手指就能遮挡住位于这一方位的两根红外线，基于此，就可以得出触摸点位于屏幕当中的具体位置。组装红外触摸屏的办法十分方便，只需运用双面胶，把框架置身于触摸屏之前就行了。红外触摸屏所具有的控制器就在本框架之中，而微处理器则由键盘的接口和主机进行连接，而不必使用什么控制卡或者电源，使用者可以运用键盘口来读取红外线触摸屏的相关数据却不必使用什么驱动程序。因为这种触摸屏所显示的分辨率必须要由电路当中所具有的红外线数量来加以决定，所以分辨率往往偏低。当前，我国市场中的主流是32×32以及40×32两种。这种触摸屏的最大优势在于其价格较低，而且使用较为方便，可以直接采取键盘接口进行连接，而不必使用控制卡或者控制器。但是，其不足之处在于不够美观，容易被破坏，而且一旦出现光照环境的一些变化之后，也容易形成假触摸现象。
2.电阻技术触摸屏基本技术
电阻触摸屏之主体部分是和显示器面进行紧密配合的一种薄膜屏，而且是多层化的复合型膜，主要是以玻璃或者有机玻璃为基础的，其表面均涂了一层透明的导电层，其上覆盖有一层在外表实施了硬化处理的坚固塑料层，其内表面也有这一层，并在两层导电层中存在大量小于1/1000英寸的透明隔离点，并将其予以绝缘。一旦使用者的手指碰到屏幕之后，两个导电层之间就有了触摸点，而控制器一旦发现了到这一个点，就能测算出X轴和Y轴的相应位置，这正是这一种触摸屏的基本技术原理之所以。电阻技术触摸屏如果从实现原理的角度来考虑，一般可以划分为电阻矩阵、第一代的四线电阻技术以及第二代五线电阻技术等。在电阻矩阵的电阻薄膜当中，那两层透明的金属层被分割成为两条形成平行关系的导电窄条，而这两层窄条交叉之后，就能将屏幕划分成区域的矩阵，在触摸中所接通的两根窄条位置即为触摸点之坐标。矩阵窄条所具有的数目直接决定了它的分辨率。电阻模拟量中的两层金属层必须是齐全的，并在金属层的周边线上分别加上电压与接地，这样就能在金属电阻层中的某些方向产生了平均的电压分布。使用者在检测到触摸之后，就可以运用A/D转换为判断触摸点之模拟量电压，从而得出触摸点位于某个方向上的坐标，分辨率能够达到4096×4096之高。这种触摸屏实现了对外的完全隔离，能够通过各种物体加以触摸，并且能防潮与防尘，所以十分适合于宾馆饭店及医院等，其缺点在于容易为强力或者锐器所伤。
3.电容技术触摸屏基本技术
所谓电容技术触摸屏，是指在触摸屏之前设置一块四层的复合型玻璃屏，其内表面与夹层均有ITO，而夹层导电涂层则在四个角上连接了四个电极。使用者在触摸到屏幕之后，因为存在人体电场的因素，往往会在使用者与触摸屏的表面之间产生藕合电容。对于高频信号而言，电容是一种直接的导体，因此，使用者的手指可以从这一接触点上吸走相当小的一点电流，而这一电流会从触摸屏中四个角上的电极中全部流出，且流经以上四个电极的电流和使用者手指到四角之距离是存在比例关系的。电容技术触摸屏所具有的透光率与清晰度都要比四线电阻屏更高，但是依然无法和表面超声波、红外屏等相提并论。电容屏的反光现象十分严重，且四层复合材料对于长光所产生的透光率不够均衡，存在着色彩失真与图像模糊等问题。电容屏其实是将人视为电容元件当中的一个电极进行使用，所以，一旦有导体接近于夹层ITO和工作面中间的电容之时，所流失的电流就足以导致电容屏进行一次误动作。尽管电容值和极间距离是具有反比关系的，但是和相对面积则是成正比关系的，而且还和介质所具有的绝缘系数存在关系。所以，一旦使用者将比较大面积的手掌或者身体靠近了电容屏而并非是进行触摸时，就容易产生电容屏所具有的误动作。因为接触电容触摸屏不能戴手套，而且不能和其他所有的不导电物体进行接触，因此对于人体将产生一些不可预见的坏处。同时，如果环境或者触摸屏的环境电场产生了什么变化，就容易导致漂移，进而使测量不够准确。
4.表面超声波技术触摸屏基本技术
表面超声波其实就是超声波中的一种，主要是在介质玻璃或者金属的表面进行一种浅层传播，不仅性能较为稳定，而且容易进行分析，同时在其横波进行传输的过程中产生了十分尖锐之特点。这些年来的无损探伤、造影以及滤波器技术之发展均变得愈来愈成熟，而表面声波触摸屏正是这一系列中新产生的一种技术，同时也是在众多触摸屏之中综合评价最佳的一种。这是一块安装于触摸频之前的平面或者球面强化玻璃平板，而这一玻璃板上又没有粘贴什么贴膜。这种触摸屏在左上角与右下角的位置分别固定了不同方向的声波发射装置，而右上角则固定住了两个超声波的接收器。控制器所产生的是5.53MHZ的电信号，而通过电缆所传输出来的声波，则由压电发射换能器把其迅速地变为超声波能量，并且发出。比如， 位于Y轴右下角的发射换能器向左来传递表面超声波之能量，并被底边反射条纹朝上反射成为屏幕表面的均匀超声波传播，随后被其上的反射条纹朝右转换成为线传播，再传递到Y轴的轴换能接收器上，从而变成电信号传输给控制器。在使用者尚未触摸之时，接收信号之波形和参照波形是一致的，一旦有手指接触大到屏幕后，手指就会吸收掉一部分的声波能量，而控制器一旦发现这一时刻的信号出现了衰减的迹象，就可以计算出触摸点所在位置，当然也就能知道触摸点的具体位置了。同时，这种触摸屏还能测量到自身所独存的第三轴也就是Z轴之坐标，也能感受到其压力之大小，这主要是通过接收信号衰减处所测量到的衰减量进行分析和计算的。由于这一技术依靠于衰减之时时间轴中的位置以确定触摸之位置，因此十分稳定，不会受到温度与湿度等各类环境因素之影响，其精度也达到了4096×4096之高。
5.结束语
如今，随着触摸屏制造水平与工艺的不断发展，其价格也在不断下降，因而，触摸屏的运用也将变得越来越广泛。鉴于嵌入式技术的持续发展和新器件的不断出现，部分微控制器的内部包含了64Kflash存储器，导致系统不需扩展外部程序的存储器，还有一部分微控制器集成了液晶显示控制器与A/D 转换等各项功能，这些都会使系统的硬件电路得到改进，使系统设计得到进一步简化，方便用户的使用。
参考文献：
[1]高锋. 单片微机应用系统设计及实用技术[M]. 北京：机械工业出版社，2004.
[2]慕春棣. 嵌入式系统构建[M]. 北京：清华大学出版社，2004.
作者简介：
朱楠，男，71年10月出生，本科，籍贯：浙江上虞；大学学历实验师，维修电工高级技师，浙江省维修电工高级考评员，长期从事电气自动化专业实验、实训教学。
