智能手機復雜觸摸屏接口設計指南

支持網(wǎng)絡(luò )的多媒體智能電話(huà)改變了消費者使用手機的方式。在這些電話(huà)中，特別受歡迎的是液晶觸摸屏接口，用戶(hù)通過(guò)它來(lái)使用各種應用程序，或者用手指滾動(dòng)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)頁(yè)。如果希望在不花費大量的時(shí)間、預算或者功耗的情況下，開(kāi)發(fā)這類(lèi)復雜的接口，采用零功耗Altera MAX IIZ CPLD是一個(gè)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(jiǎn)化并加速了個(gè)性化手機、便攜式媒體播放器和顯示器的開(kāi)發(fā)，適用于醫療、汽車(chē)和工業(yè)等應用領(lǐng)域。Altera基于MAX IIZ EPM240Z器件的最新多點(diǎn)觸摸屏參考設計，有助于設計人員迅速將構思變?yōu)閷?shí)際產(chǎn)品。

定制或者自行設計

任何觸摸屏方案都包括兩部分：2D觸摸傳感器和計算應用程序，后者將傳感器數據轉換為用戶(hù)意圖。參考設計是完整的傳感器和數據采集系統，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(jiǎn)單的雙面PCB用作多觸點(diǎn)導航板。圖1(a)所示的2D多觸點(diǎn)參考設計基于MAX IIZ EPM240Z CPLD以及ADI的AD7142 集成電容數字轉換器(CDC)，支持片內環(huán)境校準以及ITO屏。

參考設計有一個(gè)簡(jiǎn)單的數據解釋程序，演示并測試多觸點(diǎn)傳感器的工作。AD7142 CDC用于監測電容變化，只有14個(gè)電容傳感器通道。在這一參考設計中，MAX IIZ CPLD擴展了AD7142 CDC的功能，使其能夠處理兩維ITO薄膜和PCB觸摸傳感器。應用處理器通過(guò)SPI或者I2C總線(xiàn)訪(fǎng)問(wèn)AD7142的CDC寄存器文件，將MAX IIZ CPLD的SRC信號控制設置在合適的軸上。長(cháng)時(shí)間暫停后，觸摸屏監測到一次觸摸時(shí)，MAX IIZ CPLD會(huì )產(chǎn)生一個(gè)中斷信號。

ITO或者PCB觸摸屏設計

任何觸摸屏設計都從實(shí)際的觸摸傳感器開(kāi)始。雖然這個(gè)參考設計主要是針對電容ITO 觸摸屏，但也適用于一面為水平走線(xiàn)，另一面是垂直走線(xiàn)的雙面PCB。ITO 觸摸屏有兩個(gè)被絕緣體分開(kāi)的透明層，14條y走線(xiàn)連接至AD7142 CDC輸入，16條x走線(xiàn)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的設計可支持最高16x14cm的觸摸屏。

圖1：(a) 基于A(yíng)ltera MAX IIZ EPM240Z CPLD的多觸點(diǎn)觸摸屏參考設計；

圖1：(b) ITO觸摸屏或者PCB觸摸板的側視圖(左)以及正視圖(右)。

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

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

圖2：用手指控制無(wú)開(kāi)關(guān)導航板。

ADI的AD7142 CDC