設計基于Windows 8的無(wú)線(xiàn)觸控人機接口設備

無(wú)線(xiàn)觸控HID的基本構建模塊

任何無(wú)線(xiàn)觸控HID都需要三大元件：微控制器（MCU）、射頻與電容式觸摸控制器，如圖4所示。

假定MCU、電容式觸摸控制器和無(wú)線(xiàn)電元件之間的通信接口采用串行外設接口（SPI），而其他元件則通過(guò)通用輸入輸出（GPIO）引腳連接到其各自的控制器。HID能與插入到PC或筆記本電腦USB道爾芯片進(jìn)行通信。對于HID設計人員來(lái)說(shuō)，詳盡了解這三個(gè)基本構建模塊的功能至關(guān)重要。

圖4：觸摸式無(wú)線(xiàn)HID的的基本構成模塊。
微控制器 機械按鈕 電容式觸摸控制器 觸摸式用戶(hù)接口元件 觸摸板 電容式感應按鍵/電容性觸摸滑條 射頻 天線(xiàn)

電容式觸摸控制器

電容式觸摸控制器用于檢測觸摸板表面的電容變化，以確定手指的位置。觸摸板通常創(chuàng )建在印刷電路板（PCB）或撓性印制電路（FPC）上。分布在觸摸板上的傳感器使用銅等導電材料制作而成。觸摸板由行傳感器和列傳感器構成，并組成圖5所示的網(wǎng)格形狀。

圖5：具有傳感器網(wǎng)格的觸摸板及電容式觸摸控制器。
觸摸板 電源電壓 電容式觸摸控制器

我們既可以將觸摸板和電容式觸摸控制器放置在同一塊電路板上，也可以放置在不同電路板上。對于觸摸板和電容式觸摸控制器位于不同電路板的這種情況，傳感器網(wǎng)格的金屬線(xiàn)跡（Metal Trace）通過(guò)端板送出并利用FPC線(xiàn)纜作為兩板之間的連接器。如果二者在同一電路板上，金屬線(xiàn)跡則可將傳感器網(wǎng)格連接至電容式觸摸控制器。

電容式觸摸控制器的典型工作方式

觸摸控制器定期掃描所有傳感器，并記錄每個(gè)傳感器的電容值。手指與觸摸板的接觸會(huì )改變接觸位置處的傳感器電容。觸摸控制器可感應電容的相對變化并計算出實(shí)際的手指位置（即X和Y軸的位置）。將當前的手指位置與此前記錄的位置進(jìn)行比較，以便對手勢進(jìn)行解碼。需要在芯片上進(jìn)行手勢計算，以避免在Windows操作系統上額外安裝驅動(dòng)器。一旦檢測到新的手勢，電容式觸摸控制器就會(huì )利用中斷將數據可用信息報告給MCU并等待MCU讀取數據（圖6）。

圖6：電容式觸摸控制器——固件流程。
掃描傳感器 計算手指的位置 解碼手勢 是否檢測到新的手勢 通知MCU 等待MCU讀取數據 將數據發(fā)送至MCU