基于Linux的觸摸按鍵系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　電容式觸摸技術(shù)目前已經(jīng)趨于成熟，并且已經(jīng)應(yīng)用于量產(chǎn)的產(chǎn)品中，其中最著名的設(shè)計(jì)當(dāng)屬蘋果公司生產(chǎn)的iPhone的full touch。電容式觸摸技術(shù)較之電阻式觸摸技術(shù)生產(chǎn)成本更加低廉，使用壽命更長(zhǎng)，反應(yīng)更加靈敏，并且發(fā)展初期的精度不足的問題現(xiàn)在已經(jīng)完全解決，有著越來越多的觸摸產(chǎn)品開始使用電容式感應(yīng)設(shè)計(jì)。

　　觸摸芯片

　　本設(shè)計(jì)所使用的芯片為ATMEL的AT42QT2160電容式觸摸按鍵芯片，主機(jī)平臺(tái)基于AT91SAM9260的Linux2.6嵌入式系統(tǒng)。該芯片觸摸接口豐富，通用性較強(qiáng)。芯片可外擴(kuò)16個(gè)獨(dú)立觸摸按鍵和一個(gè)具有8檔位的滑條，該芯片還具有3個(gè)通用I/O口，可由用戶自行配置其功能。

　　設(shè)計(jì)思路

　　觸摸芯片AT42QT2160通過I2C與主MCU通信，并配有一根中斷線用于通知Linux操作系統(tǒng)有觸摸鍵值發(fā)生。每當(dāng)有中斷發(fā)生時(shí)，鍵盤中斷服務(wù)程序通過I2C讀取AT42QT2160中存儲(chǔ)的當(dāng)前鍵值，并與上一次的鍵值作比較，把鍵值改變了的按鍵的狀態(tài)發(fā)送給系統(tǒng)，通過鍵盤tty設(shè)備傳遞給系統(tǒng)。

　　硬件設(shè)計(jì)

　　AT42QT2160部分電路設(shè)計(jì)如圖1。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要，本次設(shè)計(jì)只使用了12個(gè)觸摸按鍵，沒有用到滑條。由于AT42QT2160是基于電容式的觸摸芯片，對(duì)電容變化極其敏感，所以在布PCB(印制電路板)時(shí)一定要防止各感應(yīng)線之間相互串?dāng)_，應(yīng)該讓 X軸和Y軸之間的距離要盡可能得大。

　　觸摸鍵盤驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

　　本驅(qū)動(dòng)運(yùn)行在ARM Linux2.6.25下，驅(qū)動(dòng)程序共分三部分。

　　1. I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)：用于讀寫AT42QT2160。

　　2. 中斷服務(wù)程序：用于響應(yīng)AT42QT2160的中斷，并向系統(tǒng)發(fā)送鍵值。

　　3. 字符設(shè)備驅(qū)動(dòng)：用于與應(yīng)用層交互(動(dòng)態(tài)設(shè)置AT42QT2160)。

　　驅(qū)動(dòng)程序所要做的就是當(dāng)收到AT42QT2160的中斷信號(hào)后，通過I2C總線讀到當(dāng)前的鍵值，然后將改變的鍵值發(fā)送給系統(tǒng)，程序流程如圖2。

　　在整個(gè)觸摸鍵方案的設(shè)計(jì)中，PCB的設(shè)計(jì)尤為重要，這是觸摸鍵靈敏與否的關(guān)鍵。對(duì)于觸摸鍵的控制，寄存器的調(diào)校也十分重要的。AT42QT2160提供了幾個(gè)寄存器用于靈敏度、掃描頻率、觸發(fā)閥值等等的設(shè)置，這些寄存器是為了克服PCB的布線差異而提供給客戶去微調(diào)的，設(shè)置好了這些寄存器后，您的觸摸鍵將會(huì)達(dá)到一個(gè)最佳的狀態(tài)。