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电容式触摸屏范文1
关键词： 投射式；电容式；触摸屏；电极；结构
中图分类号：TN949.199文献标识码：B
Simple Discussion on Projected Capacitive Touch Panel Design
YOU Rong-xin, WANG Yan-han
(Shantou Goworld Display Co., Ltd., Shantou Guangdong 515065, China)
Abstract: Projected capacitive touch panel has gradually become the mainstream for electronic product, such as cell-phone, by its excellent operability and reliability. This paper is to have a brief introduction of projected capacitive touch panel design features in terms of principles, mechanical, etc.
Keywords:projected; capacitive; touch panel; electrode; mechanical
1工作原理
投射式电容触摸屏是在玻璃表面用一层或多层ITO（Indium Tin Oxides，透明导电薄膜，纳米铟锡金属氧化物，具有良好的导电性和透明性）制作X轴和Y轴电极矩阵，当手指触摸时，手指和ITO表面形成一个耦合电容，引起电流的微弱变动，通过扫描X轴和Y轴电极矩阵，检测触摸点电容量的变化，计算出手指所在位置。
投射式电容触摸屏可分为自电容式触摸屏和互电容式触摸屏。
自电容式触摸屏的X轴和Y轴电极矩阵分别与地形成电容，当手指触摸电容屏，手指电容与电极电容叠加，使电极电容量增加。
检测时，自电容式触摸屏依次分别检测X轴和Y轴电极矩阵，根据触摸前后电容量的变化，分别确定X轴坐标和Y轴坐标，得出电容屏的触摸点坐标。
单个触摸点在X轴和Y轴方向的坐标都是唯一的。当有两个触摸点且这两个触摸点不在同一X轴或同一Y轴时，在X轴和Y轴形成4个坐标，但其中只有两个坐标是真实的，另外两个就是俗称的“鬼点”，因此自电容式触摸屏无法实现真正的多点触摸。
互电容式触摸屏的X轴和Y轴电极矩阵交叉处形成电容，即X轴和Y轴电极分别构成了电容的两极，当手指触摸电容屏，与触摸点附近的两个电极产生耦合电容，造成这两个电极之间电容量的变化。
检测时，Y轴电极矩阵分时依序发出信号，X轴电极矩阵同时接收信号，从而得到所有X轴和Y轴电极矩阵交叉点的电容值，根据电容量的变化，可计算出每一个触摸点坐标，目前可以支持到10个手指的触摸。
2结构设计
常见的投射式电容触摸屏结构有三种。
Glass+Glass结构（单面ITO），第一层Glass称为Lens（盖板），第二层Glass称为Sensor，两层玻璃通过OCA（Optical Clear Adhesive，光学透明胶，具有良好的粘合力和透过性）粘合在一起，ITO层镀在Sensor上表面，其中Y-Sensor通过金属桥连通。如图2所示。
Glass+Glass结构（双面ITO），与单面ITO唯一不同的地方是，ITO层分别镀在Sensor上/下表面。如图3所示。
Glass+Film结构，与其它两种结构不同的是，第二层采用了Film（薄膜），ITO层镀在Film上，根据IC的不同和电容屏厂制造工艺的不同，可采用一层膜或多层膜结构。如图4所示。
表1所示为三种结构在制程方面的对比。
3感应图形及走线设计
感应图形即Sensor层的ITO图形，通常采用菱形+菱形的设计，另外根据各家IC特性，还有六边形+菱形、雪花形等设计。常见的玻璃结构菱形+菱形设计如图5所示。
Sensor层的ITO走线主要有分屏走线和交叉走线两种（如图6所示）。Y-Sensor和图形之间需用地线隔开，X-Sensor线和Y-Sensor之间同样需用地线隔开。
4驱动电路设计
图7所示为最基本的投射式电容触摸屏驱动电路，采用IIC串行接口。
5FPC设计
5.1常规设计
（1） Sensor线线宽一般为0.075mm，Sensor线线隙一般为0.075mm，过孔外径/内径一般为0.4mm/0.2mm。
（2） X-Sensor线和Y-Sensor线不可重叠；如果平行，中间用GND线隔离，GND线线宽为Sensor线线宽的2倍；如无法避免交叉走线，则尽量垂直，减小交叉面积，降低寄生电容。
（3） IC的元器件尽量靠近IC放置。
（4） FPC正/反面铺网格状接地铜箔，减小GND线电阻，屏蔽外部干扰。
5.2抗ESD设计
（1） 在VDD引脚处增加压敏电阻，提高抗ESD电压。
（2） 连接IC和主机的数据线铺网格状接地铜箔，保护IIC 信号，防止ESD干扰串入主板。
5生产流程
生产流程如图10所示。
6结论
随着技术的演进，投射式电容触摸屏的应用已经愈来愈多元化，从手持装置到家电产品，触摸技术几乎无所不在，投射式电容触摸屏必然会将人机交互推向一个新的时代。
参考文献
[1] 李兵兵，黄子强. 电容式多点触摸屏的器件设计及算法实现[J]. 液晶与显示，2011，26（2）：216-219.
[2] 郑圣德. 触摸屏的类型用途及工艺流程[J]. 电子工艺技术，2005，26（3）：180-182.
电容式触摸屏范文2
此前的1月20日，超声电子获得中兴通讯2012年度电容式触摸屏及液晶显示屏招标项目，这一利好消息促使其股价当天上涨10%，此后超声电子便开始了一段快速上涨行情。截止2月22日，股价上涨总计45%，期间换手率高达175%。
不过，市场对于超声电子股价的快速反应也并非空穴来风。此次公司中标的中兴通讯项目价值人民币7.78亿元（总金额相当于其2010全年营业收入的1/3），而当中6.84亿元直指电容式触摸屏业务。
业务利润主要由印制线路板、液晶显示器和覆铜板三部分组成的超声电子，在未来生产发展上将“宝”都押在了电容式触摸屏上。2010年报显示，电容式触摸屏及相关产品年净利润4200万元，同比增长227%，占液晶显示器业务利润收入比重的92%，占比销售总利润的26%。
中国触控协会赵先生告诉记者，尽管中国触摸屏产业处于井喷式发展，但未来2~3年国内触摸屏市场需求将会依然强劲。由于国内触摸屏生产厂家的产品良率（可使用率）大概在40%~50%左右，在未来还有很大的技术与成本提升空间，加上国产智能手机将不断推向市场以及家电、中控、导航等设备的普及，触摸屏制造商未来还是会有相当大的利润空间。
华创证券分析师李怒放对此也表示，作为国内少有能独立完成触摸屏上下游完整工艺的超声电子，为其在未来供给国内手机厂商部件时提供了一定优势。
相比触摸屏，超声电子的另外两项业务并不理想。由于覆铜板是印制线路板的主要原材料，大部份产品都使用在了本部上，因此印制线路板的销售收入就显得至关重要。2010年该项业务占到超声电子业务利润的70%以上。
据年报显示，作为超声电子印制线路板的主要生产基地，汕头超声印制板公司及其二厂所生产的高密度互联印制板（HDI）与普通印制板的销售收入2010年有15%以上的增长，但净利润却未出现相应同比增长，差幅达到11%以上。
从超声电子2009半年报、2010半年报及2011半年报中也可以看出，公司业务重点正慢慢发生改变。液晶显示器业务利润正逐步扩张，与原主要业务印制线路板相比，毛利率也呈现出一高一低的态势。
2011年5月超声电子抛出再融资计划，电容式触摸屏业务准备继续扩张，计划募集资金8.5亿元，当中70%资金将用于电容式触摸屏产业化建设项目，预计2013年1月正式投产。届时超声电子触摸屏产能将达到40万平方米/年，是现有产能的2.5倍。
根据Wind资讯，截至目前共有5家券商对超声电子2011年度业绩作出预测，平均预测净利润为2.03亿元，平均预测摊薄每股收益为0.46元。照此预测，2011年度，超声电子的净利润同比增幅能达到27.11%。
电容式触摸屏范文3
关键词 触摸屏 发展 技术 控制
中图分类号：TP33 文献标识码：A
触摸屏应用范围已变得越来越广泛，从工业用途的工厂设备的控制/操作系统、公共信息查询的电子查询设施、商业用途的提款机，到消费性电子的移动电话、PDA、数码相机等都可看到触控屏幕的身影。其中最为广泛的仍属于手机，现在是触屏手机的时代，随着时展，许多公司正在朝着更大屏幕尺寸的电脑发展。下面，就对触屏类器械在应用上的特点及以后发展作出讨论。
1触屏的内涵
触摸屏（touch screen）又称为“触控屏”、“触控面板”，从市场概念来讲，就是一种人人都会使用的计算机输入设备，或者说是人人都会使用的与计算机沟通的设备。触摸屏人人都会使用，非常方便快捷。它并不像电脑这类高端设备一样不易操作，每个人都会很容易的学会使用它。它是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。主要应用于公共信息的查询、领导办公、工业控制、军事指挥、电子游戏、点歌点菜、多媒体教学、房地产预售等。
2 触摸屏的特性
2.1 透明性能
触摸屏是由多层的复合薄膜构成，透明性能的好坏直接影响到触摸屏的视觉效果。衡量触摸屏透明性能不仅要从它的视觉效果来衡量，还应该包括透明度、色彩失真度、反光性和清晰度这四个特性。
2.2 绝对坐标系统
传统的鼠标是一种相对定位系统，只和前一次鼠标的位置坐标有关。而触摸屏则是一种绝对坐标系统，要选哪就直接点哪，与相对定位系统有着本质的区别。绝对坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系，每次触摸的数据通过校准转为屏幕上的坐标，不管在什么情况下，触摸屏这套坐标在同一点的输出数据是稳定的。
2.3 检测与定位
各种触摸屏技术都是依靠传感器来工作的，甚至有的触摸屏本身就是一套传感器。各自的定位原理和各自所用的传感器决定了触摸屏的反应速度、可靠性、稳定性和寿命。
3 触摸屏的原理及分类
触摸屏系统一般包括两个部分：触摸检测装置和触摸屏控制器。触摸检测装置安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接收后送触摸屏控制器；触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。
3.1 电阻式触摸屏
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。很多LCD模块都采用了电阻式触摸屏，这种屏幕可以用四线、五线、七线或八线来产生屏幕偏置电压，同时读回触摸点的电压。
3.2 电容式触摸屏
电容式触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当手指触摸在金属层上时，触点的电容就会发生变化，使得与之相连的振荡器频率发生变化，通过测量频率变化可以确定触摸位置获得信息。电容技术触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。
3.3 红外线式触摸屏
红外线式：触摸屏由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。
3.4表面声波触摸屏
表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。清晰度较高，透光率好。高度耐久，抗刮伤性良好。反应灵敏。不受温度、湿度等环境因素影响，分辨率高，寿命长，透光率高，能保持清晰透亮的图像质量。
4 目前中国触摸屏的主要推动因素及需求状况
推动因素主要有：娱乐经济兴起，促进输入方式的变革；加点操作更加便捷，用触摸面板取代薄膜开关的趋势开始显现；公共信息查询进一步普及，自动服务、政务公开等工程在不断推进；触摸屏国产化趋势加快，价格大幅下降。
需求状况：近两年iPhone手机的推动带动了触摸屏技术的发展。这一技术应用到其他的便携电子产品上，除了手机以外，触摸屏在汽车电子应用领域也越来越广泛。
5 触摸屏技术发展现状及未来趋势
目前触控技术市场以电阻式触控技术应用量最多，其余是热门的电容式触控技术。电阻式触摸屏中的“模拟电阻式屏”是我们常说的“电阻屏”，是利用压力感应进行控制的一种触摸屏。电阻屏不支持多点触控、 功耗大、 寿命较短、 同时长期使用会带来检测点漂移，需要校准。但是电阻屏结构简单、成本较低，在电容式触摸屏成熟以前，一度占据大部分触摸屏市场。短期内，由于电阻式成本优势，它依然会是市场的主力，但以后电容式一定会取代电阻式。电容式的耐用性，美观度，另外多点触控的影响力和渗透率正在增加。
触摸屏应用增长最快的领域应该是手机与其他手持式设备。触摸屏技术未来有两个主要发展方向。在应用层上，发展多点触摸、接近感应以及支持电容笔的技术，可以多点、多人同时应用，尤其是大尺寸屏幕上，能够让多人在同一块屏幕上共同完成一些协同工作。例如：游戏，绘图等。利用电容笔还可以进行签名、画图、标记等，可以达到拓宽触摸屏的应用领域，提高使用效率，改善用户的环境。
参考文献
[1] 韩冰译.触屏类技术及应用.化学工业出版社，2008.10：213.
电容式触摸屏范文4
“达尔克此次推出的平板电脑,具备双模触控能力,这在市场上是首次出现。”达尔克浩瀚科技有限公司执行总经理郑聪宪向记者表示。
所谓的双模多点触控,就是结合了类似iPhone的可用手指进行多点触控的电容式触摸屏,以及类似手写板的可用手写笔触控并带有压力感应的电磁式触摸屏的触控方式。之前的平板电脑往往会选择电磁屏以提供较好的手写、绘画体验,或是采用电容屏以获得多点触控能力,而达尔克将两者结合在了一起。这就是达尔克的创新之处。
不过,从技术上来说,这种结合并非高门槛。因此,达尔克虽然目前占据了制高点,但并不意味着面前道路一片光明。对此,达尔克浩瀚科技有限公司总工程师尹志虎表示,达尔克正在不断进行针对未来的研发,将针对3G、三网融合等热点设计更多产品,以保持功能上的优势。另外,他还表示,平板电脑与上网本不同,上网本仅是笔记本电脑的一个分支类别,而平板电脑是全新形态的一种产品,市场空间更大,因而不会重蹈上网本市场的覆辙。
电容式触摸屏范文5
2、电容式触控屏是利用人体的电流感应工作的。其是一块四层复合玻璃屏，玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO（即镀膜导电玻璃），最外层是一薄层矽土玻璃保护层。ITO涂层作为工作面，四个角上引出四个电极，内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。
3、当手指触摸在金属层上时，由于人体电场、用户和触控屏表面形成以一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流。
4、这个电流分别从触控屏四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置信息。
电容式触摸屏范文6
关键词：触摸屏；PLC；特点；应用
中图分类号：F287文献标识码： A
一、前言
随着科技水平的不断发展，PLC技术得到了广泛的应用。触摸屏是PLC最为有效的配套产品，能够实现人机最简单的互换。
二、触摸屏简介
触摸屏的工作原理简单来说就是在简单液晶屏上增加触控面板，具体可分为电阻式、电容式、红外线式和表面声波式这四种。在目前的生产和生活中，电阻式和电容式的应用较为广泛。
1、电阻式触摸屏工作原理
电阻式触摸屏是显示屏和紧贴的电阻薄膜屏所组成的，通过压力感应进行控制。电阻薄膜屏分为基层和塑料层两部分，基层是玻璃或者有机玻璃材质，表面有一层透明的导电层；塑料层压在基层上，表面经过硬化和防刮处理。塑料层内同样也有导电层，平时两个导电层是分离开的，当有物体触摸到屏幕是，两个导电层产生接触，发生电阻变化，控制元件通过变化的电阻来查找触摸点的具体坐标，从而实现相应的操作。
2、电容式触摸屏工作原理
与电阻式触摸屏利用压力感应的原理不同，电容式触摸屏是利用人体的电流感应进行工作的。当人们用手指触摸电容式触摸屏的感应屏时，手指与感应屏表面形成耦合电容，人体吸走一个很小的电流，而这个电流是由感应屏的四个角上流出的，通过对这四个电流进行精确计算，得出触点的具置。
三、西门子PLC
可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的，可编程序控制器的分西门子PLCS7-200系列类也必然要符合现代化生产的需求。一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类，其二是从可编程序控制器的性能高低去分类，其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。
1、控制规模
可以分为大型机、中型机和小型机。
小型机:小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。西门子小型机有S7-200：处理速度0.8~1.2ms；存贮器2k；数字量248点；模拟量35路。
中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控，它适合中型或大型控制系统的控制。
西门子中型机有S7-300：处理速度0.8~1.2ms；存贮器2k；数字量1024点；模拟量128路；网络PROFIBUS；工业以太网；MPI。
大型机：大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制，还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。
西门子大型机有S7-400：处理速度0.3ms/1k字；存贮器512k；I/O点12672；
2、控制性能
可以分为高档机、中档机和低档机。
低档机。这类可编程序控制器，具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低，能带的输入和输出模块的数量比较少。比如，德国SIEMENS公司生产的S7-200就属于这一类。
中档机。这类可编程序控制器，具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算，也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快，能带的输入输出模块的数量也比较多，输入和输出模块的种类也比较多。比如，德国SIEMENS公司生产的S7-300就属于这一类。
高档机。这类可编程序控制器，具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算，还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快，能带的输入输出模块的数量很多，输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。比如，德国SIEMENS公司生产的S7-400就属于这一类。
四、PLC应用系统的特点与不足
PLC在工业控制领域得到了广泛的应用，目前常用的有美国的IP系列(如IP1612,IP3416)日本的欧姆龙系列(如C200>，以及德国的西门子系列(如S7200)等.PLC多采用开关量输入输出及模拟量输入输出(模拟模块通常不在PLC自身，根据使用需要而扩展)，不具有显示功能，无法进行人机对话.美国的1P1612自身带有一个4位的七段字码显示数码管，可以通过改变输人的开关量来选择要查看的内部单元的值，但该产品已很难买到.目前人机对话通常采用两种方法:
第一种，利用工控机作为主监控设备，即通过串行接口进行PLC与工控机之间的数据和命令交换，操作者可以通过对控制机器上面的参数获得需要的结果。这种方法的成本很高，对大规模和多个PLC相连使用的综合系统较为适用；第二种，在PLC的模拟输入端口加入模拟量，通过调整模拟量的值来改变内部参数的设置值，将PLC的内部数据从模拟输出端口输出，再外接表头等电路来实现数据监视.相关的数据越多，模拟输入输出的口增加致使成本增加，而且显示表头的模块精度的不同，也造成了显示的数值与内部数值的误差，造成测量控制的不准确。
五、基于PLC的调节阀控制
1、PLC的编程语言STEP7是S7-300PLC的编程软件梯形图、语句表和功能图是标准的STEP7软件包配备的3种基本编程语言，这3种编程语言可以在STEP7中相互转换。
2、模拟量闭环控制系统的组成
在模拟量闭环控制系统中，被控量c（t）（例如压力、温度、流量、转速等）是连续变化的模拟量，大多数执行机构（例如晶闸管调速装置、电动调节阀和变频器等）要求PLC输出模拟信号mv（t），而PLC的CPU只能处理数字量。c（t）首先被测量元件（传感器）和变送器转换为标准的直流电流信号或直流电压信号pv（t），例如4～20mA，1～5V，PLC用A/D转换器将它们转换为数字量pv（t）。模拟量与数字量之间的相互转换和PID程序的执行都是周期性的操作，其间隔时间称为采样周期Ts。各数字量括号中的n表示该变量是第n次采样时的数字量。图中的sp（n）是给定值，pv（n）为A/D转换后的反馈量，误差ev（n）=sp（n）-pv（n）。D/A转换器将PID控制器输出的数字量mv（n）转换为模拟量（直流电压或直流电流）mv（t），再去控制执行机构。
3、控制系统设计思想
首先对调节阀控制系统进行分析，电容式压力传感器实时传输压力信号送入PLC，PLC先经过硬件组态再进行编程，将程序载入PLC，程序的执行将传感器传来的信号转换成为对调节阀阀位开度的控制指令，最终实现对管道内部压力的控制。
系统规定压力设定值为8kPa，在实际工厂的环境中，管道内部压力允许在一定范围内变化，所以以设定值为中心加入一个范围，令阈值为1kPa，确定管道正常的压力范围，即7~9kPa。当测量元件测出管道压力大于9kPa时，信号经PLC后输出一个使调节阀电动执行机构阀门开度减小的指令；反之，当测出压力小于7kPa时，PLC输出一个使调节阀电动执行机构开度开大的指令；而管道压力处于7~9kPa时，调节阀电动机构处于静止状态。
4、PLC控制系统的一般步骤
可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤如下：深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求；确定I/O设备；选择合适的PLC类型；分配I/O点；设计应用系统梯形图程序；将程序输入PLC；进行软件测试；应用系统整体调试。
5、PLC的硬件组态
硬件组态，就是使用STEP7对SIMATIC工作站进行硬件配置和参数分配。所配置的数据以后可以通过“下载”传送到PLC。硬件组态的条件是必须创建一个带有SIMATIC工作站的项目。
6、连接电路
连接外接电路时，两个继电器分别与调节阀点动执行机构的接点“开阀”“、关阀”相连接，为使实现互锁功能，需要将两个继电器互连：如图4电路图，两个继电器中的触点13均与另一个继电器的触点9相连，再经过触点1接出。
互锁功能的实现：
（1）当继电器1接通时，继电器1的触点14、13与继电器2的触点9、1形成回路，此时继电器1正常工作，触点9、1断开，继电器2的触点13、14所在回路无法接通，导致继电器2无法接通。
（2）同理，当继电器2接通时，此时继电器1无法接通。在设置了软、硬件互锁之后，“开阀”与“关阀”不会同时出现，有效的为电动执行机构提供了安全保护。
7、系统调试
在完成程序编程和连接外部电路之后，需要对系统进行调试，在SIMATICManage界面中，将BLOCKS中所有的块及Systemdata点击下载将其一起下载到PLC中，然后接通电路，调节电阻箱模拟传感器向PLC输入信号，通过变量监视窗口可以观察到，在压力的各个范围内相应的开阀、关阀和点动指令的执行。调试完毕后，经检验程序逻辑正确，运行正常，实现了对调节阀的自动控制，达到了预期的目的。
六、结束语
综上所述，随着工业自动化的发展，PLC技术也将得到更加广泛的应用，并发挥更大的作用。在实际操作中，我们要加强理论知识的学习，再通过实践指导，使二者有机结合在一起，通过反复对比优化，得到更加科学的方案，也推进PLC技术的发展和进步。
参考文献
[1]王月明，谈可编程控制器（PLC）的原理和应用[J]中国人民出版社，2011
[2]李碳横，PLC技术在工业系统中的应用[J]信息技术，2013
[3]董涛，可编程序控制器的应用与发展[M]重庆大学出版社，2011
