設計基于Windows 8的無(wú)線(xiàn)觸控人機接口設備

電容式觸摸——設計要領(lǐng)

設計電容無(wú)線(xiàn)觸控HID時(shí)需要記住的關(guān)鍵設計要領(lǐng)包括：

刷新時(shí)間：刷新時(shí)間是指電容式觸摸控制器兩次連續報告的時(shí)間間隔。隨著(zhù)所掃描電容傳感器的數量增加，掃描所有傳感器的總時(shí)間將會(huì )相應增加，從而延長(cháng)刷新時(shí)間。

外覆層材料與厚度：手指觸發(fā)電容與外覆層材料的厚度成反比，與介電常數成正比。為了實(shí)現最佳手指響應，外覆層材料的介電常數應該較高而厚度則應較薄。

傳感器間距：傳感器間距是指相鄰傳感器中心之間的距離。X和Y二維空間典型間距是5mm，如圖7所示。如果傳感器間距再大就會(huì )導致精確度和線(xiàn)性度降低。

圖7：觸摸板的傳感器間距。

電容感應引腳：電容式觸摸板上的每個(gè)傳感器均需連接至一個(gè)電容感應引腳。如果觸摸控制器沒(méi)有足夠的電容感應引腳，則可增大傳感器間距以支持所需的觸摸板區域。但是這種方案會(huì )導致精確度和線(xiàn)性度的降低。因此，選擇具有足夠多電容感應引腳的電容式觸摸控制器非常重要。

精確度和線(xiàn)性度：精確度是電容式觸摸控制器獲得的手指位置與實(shí)際手指位置的對比測量。線(xiàn)性誤差是指電容式觸摸控制器的報告坐標與手指沿直線(xiàn)運動(dòng)的預期坐標之間的差值。這些測量結果受以下因素影響：

● 傳感器間距：傳感器間距越大，精確度和線(xiàn)性度就越差。

● 固件算法：精確度與線(xiàn)性度可能會(huì )因手指位置預測算法的精確性不同而發(fā)生相應變化。

固件可配置性：觸摸控制器的固件經(jīng)配置后可將不同的操作映射于不同的手勢，甚至還可動(dòng)態(tài)開(kāi)發(fā)自定義手勢以提升最終用戶(hù)體驗。

電容式觸摸控制器

當今市場(chǎng)上的眾多電容式觸摸控制器都屬于模塊化元件?？赏ㄟ^(guò)模塊對電容式觸摸控制器進(jìn)行編程，以處理電容式觸摸檢測和手勢解碼，并將模塊作為I2C或SPI從器件連接到MCU。模塊化方案的主要局限性在于無(wú)法利用電容式觸摸控制器處理MCU活動(dòng)。

IC供應商賽普拉斯擁有更穩定可靠的解決方案，即賽普拉斯最新推出的單芯片解決方案PRoC-UI（可編程片上射頻系統 – 用戶(hù)接口）（圖8）。該方案集成的控制器在與低功耗WirelessUSB-NL無(wú)線(xiàn)電元件配合工作時(shí)，既可以處理電容式觸摸功能也可以處理MCU功能。OEM廠(chǎng)商采用PRoC-UI就無(wú)需再使用MCU，避免了相關(guān)成本，進(jìn)而降低總體材料成本。

圖8：PRoC-UI，用于觸摸式無(wú)線(xiàn)HID的賽普拉斯單芯片解決方案。
控制器 可處理電容式觸摸與MCU功能 專(zhuān)用2.4GHz射頻支持無(wú)線(xiàn)通信

本文的第二部分將針對無(wú)線(xiàn)觸控HID介紹MCU和無(wú)線(xiàn)電元件以及系統級考慮因素。