物件導向圖形控制器發(fā)威電容式多點(diǎn)觸控

　　傳統電容式多點(diǎn)觸控設計須使用多顆晶片才能達成，使得對成本或空間要求較高的應用，無(wú)法利用該技術(shù)實(shí)現直覺(jué)、簡(jiǎn)單的人機操作，因此半導體業(yè)者研發(fā)出以物件導向技術(shù)為基礎的圖形控制器，可大幅減少物料清單與電路板占用空間，同時(shí)縮短開(kāi)發(fā)時(shí)程。

　　市場(chǎng)分析公司IDTechEx指出，當前全球觸控螢幕市場(chǎng)已過(guò)半數采用電容式觸控(使用表面電容或投射式電容感測機制)，并廣泛應用在許多行動(dòng)式消費產(chǎn)品，如智慧型手機和平板電腦;另外，電容式觸控也開(kāi)始也被應用于其他領(lǐng)域，包括家用電器、工業(yè)控制設備和智慧家庭。

　　雖然成本較低的電阻式觸控螢幕亦適用于諸多產(chǎn)品，但以電容式觸控螢幕為基礎的人機介面(HMI)，可以同時(shí)增進(jìn)顯示亮度與響應時(shí)間，這讓越來(lái)越多的工程人員趨之若鶩，基于電容式觸控感測技術(shù)的多點(diǎn)觸控功能，在未來(lái)幾年也可望成為HMI主流。

　　通過(guò)多點(diǎn)觸控操作可以偵測許多復雜的動(dòng)作，并提供使用者更直覺(jué)、簡(jiǎn)單的操作方式。此外，多點(diǎn)觸控允許多人同時(shí)使用同一人機介面，創(chuàng )造多人共享的用戶(hù)體驗。如果電容式觸控可實(shí)現如上述的功能，那么很顯然，工程團隊一般會(huì )使用傳統的人機介面設計架構，確保他們能以最有效的方式實(shí)現此技術(shù)。

　　物件導向簡(jiǎn)化多點(diǎn)觸控電路

　　一般而言，實(shí)現多點(diǎn)觸控的電路基本架構需要許多晶片，包括一個(gè)高性能的微處理器(通常需要32位元)、一個(gè)相當大的快閃(Flash)記憶體用來(lái)存儲圖像數據，還有一個(gè)大容量的訊框緩沖區(FrameBuffer)用于將資料對應到顯示螢幕上(圖1);諸多平行介面負責電路中各個(gè)積體電路(IC)之間的通訊，這對于成本或是空間限制要求較高的應用，將會(huì )受到極大限制。

　　相反的，圖2介紹了一個(gè)更簡(jiǎn)單、更精簡(jiǎn)的多點(diǎn)觸控人機介面方案，能將顯示的圖片，通過(guò)使用者二只手指間伸展/收縮的控制，輕松調整圖片大小，也可以使用手指翻轉來(lái)改變圖像方向;其他還有各種手指操作功能，比如點(diǎn)擊、翻頁(yè)、剪貼簿、左右滑動(dòng)與兩指長(cháng)按等。

　　本系統獨特之處是以物件導向為設計基礎，物件可以是圖片、文字、小工具和重疊效果，以及特定的聲音如發(fā)出嗶嗶聲、啁啾聲等;圖像內容可以不按照傳統以像素為單位來(lái)逐行繪制(以1/16像素的分辨率)。

　　這種新型的物件導向方法(來(lái)自先進(jìn)圖形控制器IC)，不再需要FrameBuffer或大記憶體資源來(lái)存儲圖像內容，并且允許使用低階、便宜的8位元或16位元微處理器，因此系統的元件數量可顯著(zhù)減少，電路板占用空間也相對變小，不但縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間，還可大幅降低研發(fā)的工作量。本范例中的微處理器，是使用免費ArduinoPro開(kāi)發(fā)套件中的低成本ATMEG328P及其工具進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

　　本系統的圖形控制元件，采用飛特帝亞(FTDI)嵌入式繪圖引擎(EVE)系列元件FT801，通過(guò)I2C接口和內建的FT801觸控協(xié)議，外接一個(gè)標準的電容式觸摸控制器裝置來(lái)實(shí)現。此元件同一時(shí)間可以判斷五個(gè)以上的接觸點(diǎn)位置，即使是最復雜的手指感官活動(dòng)也可被偵測;內建的功能還能依照觸控狀態(tài)，反應出最多兩百五十五個(gè)觸控物件標簽通知。

　　此產(chǎn)品可支援WQVGA和QVGA格式顯示(分辨率最高可達512×512像素)，以及18位元的紅綠藍(RGB)顯示與2位元的混色技術(shù)。這款具有小封裝、高度整合的嵌入式繪圖引擎元件，工作電壓為3.3伏特(V);內建嵌入式唯讀存儲記憶體(ROM)具有各種不同物件，包括各種聲音和字體，為從事創(chuàng )建HMI的工程師提供充分設計靈活性，以創(chuàng )造出不同差異化產(chǎn)品;內部Alpha混合與反鋸齒技術(shù)大幅提高圖像顯示效果;除了觸控控制器接口，高整合的嵌入式繪圖引擎還包括一個(gè)音效輸出，可連接到外部揚聲器。

　　電容式觸控HMI大有可為

　　電容式觸控面板因諸多的操作優(yōu)點(diǎn)，使得這項技術(shù)將會(huì )在未來(lái)幾年中高度成長(cháng);只要清楚了解設計方法，找到先進(jìn)的晶片方案，電容式觸控HMI將有更好的性能展現。

　　上面的電路實(shí)例證明，采用一個(gè)創(chuàng )新方法，以物件方式處理圖像和聲音，而非傳統沉重的數據方式來(lái)處理，可實(shí)現一種人機速記。

　　使用新一代圖形顯示控制器晶片的系統，只須使用較少元件、低頻寬的介面，即可完成復雜并帶有語(yǔ)音介面的HMI系統，同時(shí)還可大幅降低成本和生產(chǎn)的復雜度。