（文章來源：電子工程網）

真正帶來智能手機風潮的是電容式觸摸屏，它是由一片雙面鍍有導電膜的玻璃基板組成，并在上極板上覆蓋一層薄的SiO2介質層。其中上電極是用來與人體（接地）構成平板電容感測電容變化的，而下極板用來屏蔽外界信號干擾的。

工作時，上透明電極需要接電壓并在四個角上引出四個電極，所以當手指觸碰上面的SiO2層時，因人體是導電的，所以人體與上透明電極之間產生足夠的耦合電容，并且根據與四個角（或周邊）測量的電容值變化來計算出觸控位置坐標（離觸控位置越近則電容越大）。但是這種表面電容式觸控（Surface Capacitive）還是無法滿足現在流行的多點觸控，如果要實現多點觸控必須要使用新技術叫做Projected-Capacitive Touch，它主要改變在于將表面的感應電極鋪設成一層或兩層并且進行圖案化（主要是菱形），一層負責X方向，一層負責Y方向。然后通過X方向和Y方向電極電容的變化來定位。

由于現在主流都是多點觸控（Multi-Touch），所以我稍微多講一點他的演變過程，多點觸控的 Projected Capacitive主要有兩種：自電容（Self-Capacitive）和互電容（Mutual Capacitive）。自電容它是直接掃描每個X和Y的電極電容，所以當兩個觸摸點的時候會額外產生兩個虛擬點（Ghost Points），如圖所示，左邊為兩層電極圖形化示意圖（多為菱形），它只需要一層ITO層即可，通過光刻形成X和Y電極。

右邊為原理圖，從原理圖上看，當同時觸摸（X2， Y0）和（X1， Y3）時，由于量測四個電極的電容，所以會額外多出兩個點（X1， Y0）和（X2， Y3），這就是Ghost Points，只能靠軟件解決了。雖然自電容有Ghost-Points的問題，但是自電容位置精準靈敏度高，最大的好處是它可以做Single layer ITO膜，但是到大尺寸（》15寸）的時候點數增加導致管腳增多，成本會很高，而且點數多了之后中間的線路會走不出來，必須要把ITO變細，所以電阻增大，而且點數多掃描時間也會增長，看似沒有優勢，但是現在蘋果手機貌似就是在走自電容觸控技術，這些技術應該都突破了。

而互電容（Mutual-Cpacitive or Trans-Capacitive）它需要兩層ITO膜層，通過特殊的結構把X和Y電極在每個節點上分隔開，這樣它掃描的就是節點 （Intersection）電容，而不是電極電容了。只是這兩層ITO在交點處的接觸必須隔開，需要用到MEMS技術將它類似立交橋架起來。

不管是自電容還是互電容，都是依賴于將電容從人體電容中導到電極上，所以這兩種技術都叫做電荷轉移型電容觸控（Charge-Transfer）。

電容式觸控優勢在于速度快，可以滑而不用再用戳的。然而它只能用導電物體操控，它還有個缺點是如果觸控面積比較大（手掌），可能你還沒碰到就有動作了，因為面積大耦合電容大，所以觸發了屏幕，所以它對外界電場或溫濕度導致的電場變化比較敏感。但是它是一層玻璃板結構所以透光率比電阻式高可達90%以上。

然而不管是電阻式還是電容式觸摸屏都很難做到均勻電場，所以只能用于20幾寸以下的面板尺寸。如果要做大屏幕觸控必須要使用波動式觸控技術（主要有表面聲波或紅外線波兩種），它主要在四角或邊緣安裝紅外線或聲波發射器/接收器，當觸控阻斷聲波或紅外線時，對應的接收器接收不到信號則可以斷定坐標，這種觸控屏怕臟怕灰怕油，太嬌氣了，而且很容易受環境波動影響。

每一類觸摸屏都有其各自的優缺點，要了解哪種觸摸屏適用于哪種場合，關鍵就在于要懂得每一類觸摸屏技術的工作原理和特點。觸控面板的電路部分：觸控面板的感應模塊原理及結構，但是和Sensor一樣，它有傳感部分就一定有電路部分，而觸控的電路部分主要負責的事情就是：信號探測、坐標定位、以及手勢識別（滑動/放大/點擊）。

而對于MCU電路來說，主要需要哪些電路單元，首先最重要的就是ADC（這是所有Sensor必須的），其次是Scan Control和DSP（信號處理），而掃描電路一定需要時鐘信號，所以需要Timer。而手勢識別是靠一個叫Finger Tracking的單元實現，最后就是User configure的代碼保存需要用到EEPROM或Flash。

而在設計上的主要難點有兩個：1） 高電阻加大電容問題，2） 噪聲耦合（Noise Coupling）。前者主要是由于屏幕越來越大導致ITO的電極越來越長所以電阻越來越大，另外電極越來越長導致電容面積越來越大所以電容也變大，最后的問題是RC-delay延長，而解法要么是通過加大電壓來加速scan，要么是換金屬布線（Ag）。后者（Noise coupling）主要是由于面板越來越大，很容易接收到環境噪聲的干擾主要靠shielding來避免，而另外的干擾來自開關電源的干擾，這只能通過在 ADC之前增加Noise Cancellation來實現。
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