四線電阻式觸摸屏

四線電阻式觸摸屏的結構如圖1，在玻璃或丙烯酸基板上覆蓋有兩層透平，均勻導電的ITO層，分別做為X電極和Y電極，它們之間由均勻排列的透明格點分開絕緣。其中下層的ITO與玻璃基板附著，上層的ITO附著在PET薄膜上。X電極和Y電極的正負端由“導電條”（圖中黑色條形部分）分別從兩端引出，且X電極和Y電極導電條的位置相互垂直。引出端X-，X+，Y-，Y+一共四條線，這就是四線電阻式觸摸屏名稱的由來。當有物體接觸觸摸屏表面并施以一定的壓力時，上層的ITO導電層發生形變與下層ITO發生接觸，該結構可以等效為相應的電路，如下圖2：

圖1

圖2

圖3
計算觸點的X,Y坐標分為如下兩步：

1. 計算Y坐標，在Y+電極施加驅動電壓Vdrive， Y-電極接地，X+做為引出端測量得到接觸點的電壓，由于ITO層均勻導電，觸點電壓與Vdrive電壓之比等于觸點Y坐標與屏高度之比。

2. 計算X坐標，在X+電極施加驅動電壓Vdrive， X-電極接地，Y+做為引出端測量得到接觸點的電壓，由于ITO層均勻導電，觸點電壓與Vdrive電壓之比等于觸點X坐標與屏寬度之比。

測得的電壓通常由ADC轉化為數字信號，再進行簡單處理就可以做為坐標判斷觸點的實際位置。

四線電阻式觸摸屏除了可以得到觸點的X/Y坐標，還可以測得觸點的壓力，這是因為top layer施壓后，上下層ITO發生接觸，在觸點上實際是有電阻存在的，如下圖的Rtouch。壓力越大，接觸越充分，電阻越小，通過測量這個電阻的大小可以量化壓力大小。

怎么得到Rtouch的阻值？有兩種方法。

第一種方法：要做如下準備工作，如下圖：

1. X- 接地，X+接電源，Y+接ADC得到觸點的X坐標

2. X- 接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z1點的位置Z1

3. X- 接地，Y+接電源，Y-接ADC得到Z2點的位置Z2

現在知道了X坐標，即ADC的輸出數值， Z1， Z2，還要知道X-line Y-line的總電阻值就可以計算了


第二種方法：要做如下準備工作

1. X- 接地，X+接電源，Y+接ADC得到觸點的X坐標 ADCx
2. Y- 接地，Y+接電源，X+接ADC得到觸點的Y坐標 ADCy
2. X- 接地，Y+接電源，X+接ADC得到Z1點的位置Z1

還要已知X-plate Y-plate的總電阻值

上面的計算有一個缺陷，就是沒有考慮電極抽頭引線和驅動電極的電路的寄生電阻，這部分電阻并不包含在ITO電阻之內，而且受環境溫度影響阻值波動，很可能影響計算的正確性，因此產生了八線電阻觸摸屏的概念。

八線電阻式觸摸屏

八線電阻式觸摸屏的結構與四線類似，所區別的是除了引出X- drive，X+ drive，Y- drive，Y+ drive四個電極，還在每個導電條末端引出一條線：X- sense，X+ sense，Y- sense，Y+ sense，這樣一共八條線。八線電阻式觸摸屏工作時，首先測量導電條電壓：

· 在Y+電極施加驅動電壓Vdrive， Y-電極接地，分別測出Y+ sense和Y- sense 的電壓，分別記為VYMAX和VYMIN，
· 在X+電極施加驅動電壓Vdrive， X-電極接地，分別測出X+ sense和X- sense 的電壓，分別記為VXMAX和VXMIN

然后計算觸點的X,Y坐標，分為如下兩步：

1 計算Y坐標，在Y+電極施加驅動電壓Vdrive， Y-電極接地， X+做為引出端測量得到接觸點的電壓。
2 計算X坐標，在X+電極施加驅動電壓Vdrive， X-電極接地， Y+做為引出端測量得到接觸點的電壓。

四線/八線電阻式觸摸屏的優點是不但可以計算橫向X,Y坐標，通過一系列方法還可以測得縱向Z坐標，即手指的壓力大小，這是通過測量縱向接觸電阻Rtouch來得到的，因為接觸發生時，接觸電阻與壓力大小成反比，壓力越大，接觸電阻越小，測得這個電阻的數值可以用來量化接觸壓力。

四線/八線電阻式觸摸屏的缺點是耐用性不夠，長時間的觸按施壓會使器件損壞。因為每次觸按，上層的PET和ITO都會發生形變，而ITO材質較脆，在形變經常發生時容易損壞。一旦ITO層斷裂，導電的均勻性也就被破壞，上面推導坐標時的比例等效性也就不再存在。這種斷裂的情況極易發生在經常發生觸按的區域，比如“確認”鍵的位置。另外一個缺點是附著在PET活動基板上的ITO不會充分氧化，一旦暴露在潮濕或者受熱的環境下，氧化會導致電阻上升，同樣破壞導電均勻性，使坐標計算出現誤差，即出現“漂移”現象。由此催生了五線電阻屏的概念。

五線電阻式觸摸屏

針對四線電阻式觸摸屏的缺點，五線電阻式觸摸屏采用的結構是，將X,Y電極都做在附著在玻璃基板上的ITO層，而上層的ITO只作為活動電極。底層ITO的X,Y電極從四個角引出UL,UR,LL,LR，加上上層的活動電極，這樣一共五條線。五線電阻式觸摸屏的優點是玻璃基板比較牢固不易形變，而且可以使附著在上面的ITO充分氧化。玻璃材質不會吸水，并且它與ITO的膨脹系數很接近，產生的形變不會導致ITO損壞。而上層的ITO只用來作為引出端電極，沒有電流流過，因此不必要求均勻導電性，即使因為形變發生破損，也不會使電阻屏產生“漂移”。

五線電阻式觸摸屏的電極不能像四線電阻屏一樣，由導電條從四邊引出，那樣會造成短路。電極被分散為許多電阻圖案分布在觸摸屏四周，然后從四角引出，這些圖案的作用是使觸摸屏X,Y方向電壓梯度線性，便于坐標的測量。

五線電阻式觸摸屏工作時，UL施加驅動電壓Vdrive，LR接地，測量觸點X,Y坐標分為如下兩步：