2. 触摸屏技术基础

触摸屏是人机交互的核心部件，在 RGB 接口 LCD 系统中通常作为独立外设挂接在 I²C 或 SPI 总线上。本章从物理原理、电气接口和协议三个层面剖析电阻式与电容式触摸屏，为后续逻辑分析仪抓取触摸数据打下基础。

2.1 电阻式触摸屏原理

电阻式触摸屏由两层透明导电薄膜（ITO）组成，中间由微小绝缘隔点分隔。当外力按压上层薄膜使其与下层接触时，形成分压回路，通过测量 X/Y 方向的电压比例即可定位触点。

2.2 电容式触摸屏原理

电容式触摸屏利用人体与 ITO 电极之间的寄生电容变化来检测触摸。自电容方案测量单电极对地电容，互电容方案测量行列交叉点的耦合电容变化，后者是实现多点触控的主流技术。

2.3 触摸屏接口：I²C 与 SPI

嵌入式系统中触摸屏控制器几乎全部采用 I²C 或 SPI 与主控通信。下表列出两种接口在触摸场景下的典型差异：

2.3.1 I²C 触摸读取流程

1. 起始条件： SCL 高电平时 SDA 由高变低。
2. 发送设备地址 + 写位： 例如 0x38 << 1 | 0 = 0x70，等待 ACK。
3. 发送寄存器地址： 例如 0x02（触摸状态寄存器），等待 ACK。
4. 重复起始条件： 切换为读方向。
5. 发送设备地址 + 读位： 0x38 << 1 | 1 = 0x71，等待 ACK。
6. 读取数据字节： 主控产生时钟，从机发送数据，主控每字节后发 ACK。
7. 停止条件： SCL 高电平时 SDA 由低变高。

2.3.2 SPI 触摸读取流程

1. 拉低 CS： 选中从机。
2. 发送命令字节： 例如 0x90（差分模式 + 通道选择），同时 MISO 返回无效数据。
3. 发送 2 个 dummy 字节： 等待 ADC 转换完成，同时 MISO 返回 12 位或 16 位触摸数据。
4. 拉高 CS： 结束本次传输。

// SPI 读取 TSC2046 触摸坐标示例（伪代码）
uint16_t read_touch_tsc2046(uint8_t channel_cmd) {
    uint8_t tx_buf[3] = {channel_cmd, 0x00, 0x00};
    uint8_t rx_buf[3] = {0};
    HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO, CS_PIN, GPIO_PIN_RESET);
    HAL_SPI_TransmitReceive(&hspi1, tx_buf, rx_buf, 3, HAL_MAX_DELAY);
    HAL_GPIO_WritePin(CS_GPIO, CS_PIN, GPIO_PIN_SET);
    // 12 位数据拼接：rx_buf[1] 高 8 位，rx_buf[2] 高 4 位
    return ((uint16_t)rx_buf[1] << 4) | (rx_buf[2] >> 4);
}

2.4 触摸屏接口对比总结