物件導向圖形控制器發(fā)威電容式多點觸控

　　傳統(tǒng)電容式多點觸控設(shè)計須使用多顆晶片才能達成，使得對成本或空間要求較高的應(yīng)用，無法利用該技術(shù)實現(xiàn)直覺、簡單的人機操作，因此半導體業(yè)者研發(fā)出以物件導向技術(shù)為基礎(chǔ)的圖形控制器，可大幅減少物料清單與電路板占用空間，同時縮短開發(fā)時程。

　　市場分析公司IDTechEx指出，當前全球觸控螢?zāi)皇袌鲆堰^半數(shù)采用電容式觸控(使用表面電容或投射式電容感測機制)，并廣泛應(yīng)用在許多行動式消費產(chǎn)品，如智慧型手機和平板電腦;另外，電容式觸控也開始也被應(yīng)用于其他領(lǐng)域，包括家用電器、工業(yè)控制設(shè)備和智慧家庭。

　　雖然成本較低的電阻式觸控螢?zāi)灰噙m用于諸多產(chǎn)品，但以電容式觸控螢?zāi)粸榛A(chǔ)的人機介面(HMI)，可以同時增進顯示亮度與響應(yīng)時間，這讓越來越多的工程人員趨之若鶩，基于電容式觸控感測技術(shù)的多點觸控功能，在未來幾年也可望成為HMI主流。

　　通過多點觸控操作可以偵測許多復雜的動作，并提供使用者更直覺、簡單的操作方式。此外，多點觸控允許多人同時使用同一人機介面，創(chuàng)造多人共享的用戶體驗。如果電容式觸控可實現(xiàn)如上述的功能，那么很顯然，工程團隊一般會使用傳統(tǒng)的人機介面設(shè)計架構(gòu)，確保他們能以最有效的方式實現(xiàn)此技術(shù)。

　　物件導向簡化多點觸控電路

　　一般而言，實現(xiàn)多點觸控的電路基本架構(gòu)需要許多晶片，包括一個高性能的微處理器(通常需要32位元)、一個相當大的快閃(Flash)記憶體用來存儲圖像數(shù)據(jù)，還有一個大容量的訊框緩沖區(qū)(FrameBuffer)用于將資料對應(yīng)到顯示螢?zāi)簧?圖1);諸多平行介面負責電路中各個積體電路(IC)之間的通訊，這對于成本或是空間限制要求較高的應(yīng)用，將會受到極大限制。

　　相反的，圖2介紹了一個更簡單、更精簡的多點觸控人機介面方案，能將顯示的圖片，通過使用者二只手指間伸展/收縮的控制，輕松調(diào)整圖片大小，也可以使用手指翻轉(zhuǎn)來改變圖像方向;其他還有各種手指操作功能，比如點擊、翻頁、剪貼簿、左右滑動與兩指長按等。

　　本系統(tǒng)獨特之處是以物件導向為設(shè)計基礎(chǔ)，物件可以是圖片、文字、小工具和重疊效果，以及特定的聲音如發(fā)出嗶嗶聲、啁啾聲等;圖像內(nèi)容可以不按照傳統(tǒng)以像素為單位來逐行繪制(以1/16像素的分辨率)。

　　這種新型的物件導向方法(來自先進圖形控制器IC)，不再需要FrameBuffer或大記憶體資源來存儲圖像內(nèi)容，并且允許使用低階、便宜的8位元或16位元微處理器，因此系統(tǒng)的元件數(shù)量可顯著減少，電路板占用空間也相對變小，不但縮短開發(fā)時間，還可大幅降低研發(fā)的工作量。本范例中的微處理器，是使用免費ArduinoPro開發(fā)套件中的低成本ATMEG328P及其工具進行開發(fā)。

　　本系統(tǒng)的圖形控制元件，采用飛特帝亞(FTDI)嵌入式繪圖引擎(EVE)系列元件FT801，通過I2C接口和內(nèi)建的FT801觸控協(xié)議，外接一個標準的電容式觸摸控制器裝置來實現(xiàn)。此元件同一時間可以判斷五個以上的接觸點位置，即使是最復雜的手指感官活動也可被偵測;內(nèi)建的功能還能依照觸控狀態(tài)，反應(yīng)出最多兩百五十五個觸控物件標簽通知。

　　此產(chǎn)品可支援WQVGA和QVGA格式顯示(分辨率最高可達512×512像素)，以及18位元的紅綠藍(RGB)顯示與2位元的混色技術(shù)。這款具有小封裝、高度整合的嵌入式繪圖引擎元件，工作電壓為3.3伏特(V);內(nèi)建嵌入式唯讀存儲記憶體(ROM)具有各種不同物件，包括各種聲音和字體，為從事創(chuàng)建HMI的工程師提供充分設(shè)計靈活性，以創(chuàng)造出不同差異化產(chǎn)品;內(nèi)部Alpha混合與反鋸齒技術(shù)大幅提高圖像顯示效果;除了觸控控制器接口，高整合的嵌入式繪圖引擎還包括一個音效輸出，可連接到外部揚聲器。

　　電容式觸控HMI大有可為

　　電容式觸控面板因諸多的操作優(yōu)點，使得這項技術(shù)將會在未來幾年中高度成長;只要清楚了解設(shè)計方法，找到先進的晶片方案，電容式觸控HMI將有更好的性能展現(xiàn)。

　　上面的電路實例證明，采用一個創(chuàng)新方法，以物件方式處理圖像和聲音，而非傳統(tǒng)沉重的數(shù)據(jù)方式來處理，可實現(xiàn)一種人機速記。

　　使用新一代圖形顯示控制器晶片的系統(tǒng)，只須使用較少元件、低頻寬的介面，即可完成復雜并帶有語音介面的HMI系統(tǒng)，同時還可大幅降低成本和生產(chǎn)的復雜度。