觸摸屏（Touch Screen）包含上下疊合的兩個透明層，一個位于另一個的頂部分。其中，四線和八線觸摸屏由兩層具有相同表面電阻的透明電阻性材料組成，五線和七線觸摸屏由一個電阻層和一個導(dǎo)電層組成。通常還要用一種彈性材料來將兩層隔開，當觸摸屏表面受到的足夠的壓力(如通過筆尖或手指進行按壓)時，頂層與底層之間會產(chǎn)生接觸。所有的電阻式觸摸屏都采用分壓器原理來產(chǎn)生代表X坐標和Y坐標的電壓。分壓器是通過將兩個電阻進行串聯(lián)來實現(xiàn)的。上面的電阻(R1)連接正參考電壓(VREF)，下面的電阻(R2)接地。兩個電阻連接點處的電壓測量值與下面那個電阻的阻值成正比。
為了在電阻式觸摸屏上的特定方向測量一個坐標，需要對一個電阻層進行偏置：將它的一邊接VREF，另一邊接地。同時，將未偏置的那一層連接到ADC的高阻抗輸入端。當觸摸屏上的壓力足夠大，使兩層之間發(fā)生接觸時，電阻性表面被分隔為兩個電阻。它們的阻值與觸摸點到偏置邊緣的距離成正比。觸摸點與接地邊之間的電阻相當于分壓器下面的那個電阻。因此，在未偏置層上測得的電壓與觸摸點到接地邊之間的距離成正比。
1．四線觸摸屏
四線觸摸屏包含兩個阻性層。其中一層在屏幕的左邊緣有一條垂直總線條，第二條垂直總線條位于屏幕的右邊，與左邊類似。另外一層在屏幕的底部和頂部各有一條水平總線。
為了在X軸方向進行測量，將左側(cè)總線偏置為0V，右側(cè)總線偏置為VREF。將頂部或底部總線連接到ADC，當頂層和底層相接觸時即可進行測量。
為了在Y軸方向進行測量，將頂部總線偏置為VREF，底部總線偏置為0V。將ADC輸入端接左側(cè)總線或右側(cè)總線，當頂層與底層相接觸時即可對電壓進行測量。
圖1顯示了四線觸摸屏在兩層相接觸時的簡化模型。對于四線觸摸屏，最理想的連接方法是將偏置為VREF的總線連接到ADC的正參考輸入端，并將設(shè)置為0V的總線接ADC的負參考輸入端。
圖1 四線觸摸屏等效電路
2．五線觸摸屏
五線觸摸屏使用了一個阻性層和一個導(dǎo)電層。導(dǎo)電層有一個觸點，通常分布在一側(cè)的邊緣。阻性層的四個角上各有一個觸點。為了在X軸方向進行測量，將左上角和左下角偏置到VREF，右上角和右下角接地。由于左、右角為同一電壓，其效果與連接左右側(cè)的總線差不多，類似于四線觸摸屏中采用的方法。
圖2 五線觸摸屏等效電路
為了沿Y軸方向進行測量，將左上角和右上角偏置為VREF，左下角和右下角偏置為0V。由于上、下角分別為同一電壓，其效果與連接頂部和底部邊緣的總線大致相同，類似于在四線觸摸屏中采用的方法。這種測量算法的優(yōu)點在于它使左上角和右下角的電壓保持不變；但如果采用光柵坐標，X軸和Y軸需要反向。
圖2為兩個層接觸時，五線觸摸屏的簡化模型。為了得到較好的結(jié)果，應(yīng)該將五線觸摸屏的的左上角(偏置于VREF)連接到ADC的正參考輸入端，將左下角(偏置為0V)接到ADC的負參考輸入端。
3．七線觸摸屏
七線觸摸屏的實現(xiàn)方法除了在左上角和右下角各增加一根線之外，與五線觸摸屏相同。執(zhí)行屏幕測量時，將左上角的一根線連到VREF，另一根線接SAR ADC的正參考端。同時，右下角的一根線接0V，另一根線連接SAR ADC的負參考端。導(dǎo)電層仍用來測量電壓分壓器的電壓。圖3為兩個層接觸時，七線觸摸屏的等效電路。
圖3 七線觸摸屏等效電路
4．八線觸摸屏
除了在每條總線上各增加一根線之外，八線觸摸屏的實現(xiàn)方法與四線觸摸屏相同，如圖4所示。對于VREF總線，將一根線用來連接VREF，其他線作為SAR ADC的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的正參考。對于0V總線，將一根線用來連接0V，其他線作為SAR ADC的數(shù)模轉(zhuǎn)換器的負參考輸入。在未偏置層的四根線中，任何一根都可用來測量分壓器的電壓。
圖4 八線觸摸屏等效電路
5．檢測有無接觸
對于所有的觸摸屏，我們都能檢測出來到底是否處于觸摸狀態(tài)，其方法是用一個弱上拉電阻將其中一層上拉，而用一個強下拉電阻來將另一層下拉。如果上拉層的測量電壓大于某個邏輯閾值，就表明沒有觸摸，反之則處于觸摸狀態(tài)。這種方法的測量依據(jù)是，觸摸屏是一個巨大的電容器。此外，可能還需要增加觸摸屏引線的電容，以便濾除由LCD所引入的噪聲。弱上拉電阻與大電容器相連會使上升時間變長，可能導(dǎo)致檢測到虛假的觸摸。
圖5 四線觸摸屏壓力的測量
對于四線和八線觸摸屏來說，可以按照圖5來測量接觸電阻RTOUCH。RTOUCH的數(shù)值與觸摸壓力近似成正比。
要測量觸摸壓力，必須知道觸摸屏中某一層或兩層的電阻。需要注意的是，如果Z1的測量值接近或等于0(測量過程中，當觸摸點靠近接地的X總線時會出現(xiàn)這種情況)，計算出的數(shù)值將出現(xiàn)一些問題，這時可以通過采用弱上拉方法進行有效改善。
