智能手機(jī)復(fù)雜觸摸屏接口設(shè)計指南

支持網(wǎng)絡(luò)的多媒體智能電話改變了消費(fèi)者使用手機(jī)的方式。在這些電話中，特別受歡迎的是液晶觸摸屏接口，用戶通過它來使用各種應(yīng)用程序，或者用手指滾動訪問網(wǎng)頁。如果希望在不花費(fèi)大量的時間、預(yù)算或者功耗的情況下，開發(fā)這類復(fù)雜的接口，采用零功耗Altera MAX IIZ CPLD是一個理想的選擇。

與 ASSP或者其它競爭技術(shù)不同，MAX IIZ CPLD的I/O非常多、使用方便、功耗低，能靈活突出產(chǎn)品優(yōu)勢。這些優(yōu)點(diǎn)大大簡化并加速了個性化手機(jī)、便攜式媒體播放器和顯示器的開發(fā)，適用于醫(yī)療、汽車和工業(yè)等應(yīng)用領(lǐng)域。Altera基于MAX IIZ EPM240Z器件的最新多點(diǎn)觸摸屏參考設(shè)計，有助于設(shè)計人員迅速將構(gòu)思變?yōu)閷?shí)際產(chǎn)品。

定制或者自行設(shè)計

任何觸摸屏方案都包括兩部分：2D觸摸傳感器和計算應(yīng)用程序，后者將傳感器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為用戶意圖。參考設(shè)計是完整的傳感器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，可以進(jìn)行定制，也可以原樣使用。它提供銦錫氧化物(ITO)屏以及簡單的雙面PCB用作多觸點(diǎn)導(dǎo)航板。圖1(a)所示的2D多觸點(diǎn)參考設(shè)計基于MAX IIZ EPM240Z CPLD以及ADI的AD7142 集成電容數(shù)字轉(zhuǎn)換器(CDC)，支持片內(nèi)環(huán)境校準(zhǔn)以及ITO屏。

參考設(shè)計有一個簡單的數(shù)據(jù)解釋程序，演示并測試多觸點(diǎn)傳感器的工作。AD7142 CDC用于監(jiān)測電容變化，只有14個電容傳感器通道。在這一參考設(shè)計中，MAX IIZ CPLD擴(kuò)展了AD7142 CDC的功能，使其能夠處理兩維ITO薄膜和PCB觸摸傳感器。應(yīng)用處理器通過SPI或者I2C總線訪問AD7142的CDC寄存器文件，將MAX IIZ CPLD的SRC信號控制設(shè)置在合適的軸上。長時間暫停后，觸摸屏監(jiān)測到一次觸摸時，MAX IIZ CPLD會產(chǎn)生一個中斷信號。

ITO或者PCB觸摸屏設(shè)計

任何觸摸屏設(shè)計都從實(shí)際的觸摸傳感器開始。雖然這個參考設(shè)計主要是針對電容ITO 觸摸屏，但也適用于一面為水平走線，另一面是垂直走線的雙面PCB。ITO 觸摸屏有兩個被絕緣體分開的透明層，14條y走線連接至AD7142 CDC輸入，16條x走線連接至MAX IIZ CPLD。MAX IIZ CPLD能夠增加更多的I/O，進(jìn)一步提高分辨率，支持更大的觸摸屏。14x16的設(shè)計可支持最高16x14cm的觸摸屏。

圖1：(a) 基于Altera MAX IIZ EPM240Z CPLD的多觸點(diǎn)觸摸屏參考設(shè)計；

圖1：(b) ITO觸摸屏或者PCB觸摸板的側(cè)視圖(左)以及正視圖(右)。

ITO 觸摸傳感器有兩個被絕緣體分開的互相垂直的層，上面分別是x和y走線。理想情況下，x走線在下面，y走線在上面，連接至AD7142輸入。如此布置的原因是CDC在監(jiān)視靠近手指的走線時更敏感。走線陣列較寬，間距為5至10mm。圖1(b)中左側(cè)為觸摸屏交叉部分，右側(cè)是觸摸屏。在實(shí)際的顯示觸摸屏中，走線是透明的。

圖1(b)中的傳感器可實(shí)現(xiàn)計算導(dǎo)航板，從而避免了使用普通導(dǎo)航板所需要的選擇按鈕。如圖2所示，中指移動光標(biāo)，食指和無名指觸摸屏幕，指示鼠標(biāo)左鍵或者右鍵點(diǎn)擊。去掉移動部分后，電容觸摸屏傳感器比按鍵和按鍵開關(guān)更耐用。

圖2：用手指控制無開關(guān)導(dǎo)航板。

ADI的AD7142 CDC