超越智能的觸摸傳感解決方案

電容式的感應產(chǎn)品正在以非?？斓乃俣冗M(jìn)入觸摸感應的整體技術(shù)市場(chǎng)。據預測顯示，2011年的單年觸摸感應半導體需求將達到30億美元。到2011年僅手機應用中的觸摸感應份額將增長(cháng)到4億件。這是一個(gè)非?？捎^(guān)的數字。

　　電容式觸摸感應

　　應用最廣的是電阻式的觸摸感應方案，但是電容式的觸摸感應方案擁有增長(cháng)最快的份額。電容式觸摸感應方案之所以是增長(cháng)最快的方案的原因有一下幾點(diǎn)：第一，在各種各樣的便攜式設備中，觸摸感應的方案的應用會(huì )越來(lái)越廣;第二，隨著(zhù)制造成本的降低，電容式的方案會(huì )越來(lái)越多，電容式的方案的可制造性也會(huì )越來(lái)越強，體現在無(wú)論是工業(yè)應用還是便攜式產(chǎn)品的應用;第三，由IPOD效應引發(fā)的其他供應商大量跟進(jìn)電容式觸摸感應方案。

　　硬件方案和軟件方案

　　觸摸感應的方案一般用在觸摸面板、觸摸按鍵、觸摸屏這類(lèi)方面。醫療設備、工廠(chǎng)自動(dòng)化、家用電器、汽車(chē)、手持通信設備、電腦外設等等都是飛思卡爾觸摸感應方案包括專(zhuān)用芯片和軟件方案適用的領(lǐng)域。

　　硬件方案

　　在選用芯片時(shí)，可以針對不用領(lǐng)域進(jìn)行選擇，比如消費級、工業(yè)級和汽車(chē)級的芯片等。

　　飛思卡爾的芯片硬件方案主要有MPR121：性能較高，1.71V至3.6V、12 個(gè)電極，鍵盤(pán)、I2C、3mmx3 mm 20QFN封裝;MPR031 ：小型方案，1.71V至2.75V、2 或 3 個(gè)電極，鍵盤(pán)、I2C、2 mmx2 mm 8UDFN 封裝;MPR083/084：基于MCU，1.8V至3.6V、8 個(gè)電極，轉輪和鍵盤(pán)、I2C， 5 mmx5 mm 16QFN;MC33941 ：電場(chǎng)感應產(chǎn)品。

　　MPR121是飛思卡爾較新的專(zhuān)用的觸摸傳感器。它的明顯優(yōu)勢是功耗比較低，可以到29μA，低電源電流為便攜式應用提供強大的低功耗優(yōu)勢。

　　達12個(gè)電極的檢測，每個(gè)電極和獨立設置，也可以把12個(gè)電極在內部連接起來(lái)合成一個(gè)虛擬電極，進(jìn)行接近檢測，比如可以把手機拿起來(lái)貼近自己的臉。它可以同時(shí)具備按鍵檢測和接近檢測，工作電壓在1.71V至3.6V，具有在MPR031基礎之上第二代優(yōu)化的內部算法，有獨立的自動(dòng)算法和獨立校準和自動(dòng)配置功能。使用起來(lái)非常簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)外部元器件，一個(gè)濾波電容就可以工作了。不需要加其他的元器件就可以工作，使用方便簡(jiǎn)單。

　　作為飛思卡爾觸電容式摸傳感器芯片第二代產(chǎn)品MPR121，有智能、靈活、低功耗的優(yōu)點(diǎn)，有獨立的校準功能，可以簡(jiǎn)化觸摸應用設計。隨著(zhù)采樣率的降低，功耗也可進(jìn)一步降低。智能方面表現在可以對產(chǎn)品自動(dòng)校驗維護。靈活性表現在用戶(hù)使用上功能都是自動(dòng)實(shí)現的，不需要設置，會(huì )根據電極的變化自動(dòng)調整，比如環(huán)境溫度濕度變化時(shí)，并且走線(xiàn)簡(jiǎn)單，使用起來(lái)方便靈活。

　　MPR121特性有：支持多達 12 個(gè)觸摸電極，1.71 V 至 3.6 V 的工作電壓，29μA 的平均電源電流。在 64ms 的響應時(shí)間內對所有 12 個(gè)電極進(jìn)行監控。對每個(gè)電極進(jìn)行連續的獨立自動(dòng)校準，每個(gè)電極有各自的觸摸和釋放跳變閾值，可提供回差以及各電極的獨立性?？沈寗?dòng)多達 8 個(gè) LED，或8 個(gè)任意組合的邏輯 I/O。具有3μA 的最大關(guān)斷電流。帶有終端口，可通知主機，比如有按鍵等，帶有 IRQ 輸出的 I2C 接口，可提示電極狀態(tài)的變化3mm×3mm×0.6 mm 20 腳QFN封裝，-40℃到+85℃的工業(yè)級工作溫度范圍。

　　MPR121如圖1所示。

　　圖1 MPR121

　　與此同時(shí)，MPR121還有配套的 Sensor Toolbox 開(kāi)發(fā)工具，如圖2所示。包括MPR121 評估和開(kāi)發(fā)板;基于經(jīng)過(guò)驗證的 KITMPR03x 評估板;無(wú)鉛封裝的 DIP轉換器;一組帶有標準電極連接器的電極樣本。套件中還有評估軟件和下載。

　　軟件方案

　　軟件方案可以靈活應用，因為軟件方案并不針對某一個(gè)特定的芯片，可以選用任一個(gè)MCU，只要是MCU適合這個(gè)應用，那這個(gè)軟件方案就可以適合這個(gè)應用，所以是非常靈活的。

　　觸摸感應軟件套件特征有：1.8V至5.5V，64 個(gè)電極，鍵盤(pán)、滑條、轉輪、矩陣與觸摸板、I2C、LIN、CAN、SPI、USB、所有的 S08 封裝選項。

　　圖2 MPR121配套的Sensor Toolbox開(kāi)發(fā)工具