手持移動(dòng)設(shè)備的觸摸傳感技術(shù)簡(jiǎn)介

MCU接口

不管使用模擬方法還是數(shù)字方法，觸摸傳感器控制器都可以使用簡(jiǎn)單的SPI或I(SUP/)2(/SUP)C接口與微控制器相連。MCU(主)通常以主從模式與觸摸傳感器控制器(從)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

如果MCU沒(méi)有這樣的串行接口，可以使用軟件模擬串行接口的方法，但這種方法增加了存儲(chǔ)器和性能的開(kāi)銷(xiāo)。把觸摸傳感器控制器與微控制器集成在一起的芯片已在不久前上市。

消費(fèi)電子、家庭自動(dòng)化和工業(yè)要求

相對(duì)于傳統(tǒng)機(jī)械按鈕、滑塊、轉(zhuǎn)輪和開(kāi)關(guān)，觸摸傳感器控制提供了靈活、可靠且高性?xún)r(jià)比的替代方案。

最新的觸摸傳感器為設(shè)計(jì)者發(fā)揮其創(chuàng)造性創(chuàng)造了條件，設(shè)計(jì)者在開(kāi)發(fā)接口時(shí)可隱藏或露出按鈕、或采用其他形態(tài)觸摸板的模式。表2和圖4顯示了不同的傳感器形狀和應(yīng)用。

圖4：滑塊、滾輪、觸摸按鈕和臨近傳感應(yīng)用的例子。

表2：各種應(yīng)用的觸摸控制方案。

臨近觸摸控制對(duì)只要求一或兩個(gè)按鈕的簡(jiǎn)單接口提供了一種有吸引力的替代方案。臨近傳感器易于整合進(jìn)最終的產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，并具有功耗低和壽命長(zhǎng)等長(zhǎng)期優(yōu)勢(shì)。

金屬門(mén)把手是一種理想的臨近傳感器應(yīng)用。極為敏感的傳感器可以檢測(cè)到是否有手在接近門(mén)把手，系統(tǒng)在檢測(cè)到接近行為后會(huì)給需要大功率的安防硬件通電。作為汽車(chē)報(bào)警系統(tǒng)的一部分，系統(tǒng)可把每次臨近檢測(cè)記錄下來(lái)并通知車(chē)主(或許可通過(guò)手機(jī))有人多次試圖拉開(kāi)車(chē)門(mén)。

當(dāng)金屬物體面積為10mm(SUP/)2(/SUP)，覆膜厚度為1mm時(shí)，臨近傳感器可以在距離大于2英寸時(shí)檢測(cè)到手的接近。除了門(mén)把手之外，臨近觸摸還可用于家用電器、MP3 播放器、遙控器和移動(dòng)電話(huà)。

復(fù)雜的LCD觸摸屏方案

觸摸傳感器譜系的一端是簡(jiǎn)單的臨近傳感器，另一端是復(fù)雜的觸控LCD，為許多常見(jiàn)產(chǎn)品提供了高端感覺(jué)。

最值得一提的是，蘋(píng)果公司的iPod和iPhone等產(chǎn)品已急劇提升了消費(fèi)者的期望。從GPS設(shè)備和通用遙控器到數(shù)字相框和連網(wǎng)型冰箱和洗衣機(jī)，類(lèi)似的觸摸屏技術(shù)可以增強(qiáng)各種電子產(chǎn)品的功能。

電話(huà)和GPS設(shè)備等緊湊型設(shè)備可使用靈活的觸摸傳感器PCB作為顯示器的外層。在這些應(yīng)用中，容性觸摸模塊可使用氧化銦錫(ITO)層在玻璃或塑料屏上實(shí)現(xiàn)透明的傳感器墊片和引線(xiàn)(見(jiàn)圖5)。

圖5：使用FMA1127實(shí)現(xiàn)的觸摸屏及PCB和觸摸屏的疊層安排。利用TDC比較由檢測(cè)電容形成RC延時(shí)線(xiàn)與基準(zhǔn)RC延時(shí)線(xiàn)的延時(shí)差別。使用差動(dòng)信號(hào)消除或降低了相關(guān)/相干噪聲源的影響，無(wú)需地層。

其他應(yīng)用還包括用來(lái)控制顯示器開(kāi)啟的觸摸檢測(cè)傳感器。當(dāng)檢測(cè)不到觸摸時(shí)，顯示器關(guān)斷，從而可以最大限度地降低系統(tǒng)功耗。

觸摸技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

由于沒(méi)有活動(dòng)部件且易于適應(yīng)曲面外形，觸摸傳感器開(kāi)關(guān)是汽車(chē)應(yīng)用的理想選擇。但汽車(chē)應(yīng)用對(duì)觸摸技術(shù)提出了更高的要求，汽車(chē)制造商要求提供成本低、工作溫度寬的汽車(chē)級(jí)觸摸傳感器控制器。

關(guān)鍵是降低觸摸傳感器方案的總實(shí)現(xiàn)成本。價(jià)格合適的觸摸傳感器為汽車(chē)設(shè)計(jì)工程師實(shí)現(xiàn)新穎的接口特性提供了條件。

任天堂公司的Wii使用了3維定位傳感技術(shù)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域的一項(xiàng)最新創(chuàng)新是3維鼠標(biāo)，工程師可在三維空間移動(dòng)鼠標(biāo)更直觀(guān)地對(duì)所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行控制。

另外，微軟現(xiàn)正以Microsoft Surface觸摸電腦展示其對(duì)未來(lái)用戶(hù)接口的展望。該接口使用的觸摸技術(shù)與iPod相類(lèi)似，可識(shí)別多點(diǎn)接觸及實(shí)際物體(如畫(huà)筆)，能符合直覺(jué)的方式恰當(dāng)?shù)嘏c接觸事件互動(dòng)。