在智能电话中,液晶触摸屏接口最受欢迎,用户通过它来使用各种应用程序,或者用手指滚动访问网页,这样在节约时间、预算和功耗的情况下,开发这类复杂的接口,AlteraMAXIIZCPLD会是一个不错的选择。定制或者自行设计任何触摸屏方案都包括两部分:2D触摸传感器和计算应用程序,后者将传感器数据转换为用户意图。AD7142CDC用于监测电容变化,只有14个电容传感器通道。
智能手机的低功耗触摸屏接口设计是现代移动设备的关键组成部分,因为它直接影响用户的交互体验和设备的电池寿命。在设计这样的接口时,工程师需要考虑多个因素,包括性能、成本和能耗。Altera MAX IIZ CPLD(复杂可编程逻辑器件)在创建高效、节省资源的触摸屏接口时扮演了重要角色。
触摸屏接口主要由两部分组成:2D触摸传感器和计算应用程序。2D触摸传感器捕捉用户的触摸动作,而计算应用程序则负责解析这些传感器数据,将其转化为有意义的用户意图。AD7142 CDC(集成电容数字转换器)是一种用于监测电容变化的芯片,特别适合于这种应用场景,因为它具有14个电容传感器通道,能够检测到手指与屏幕之间的电容变化。
在参考设计中,MAX IIZ CPLD与AD7142 CDC协同工作,扩展了CDC的功能,使其能处理二维ITO(铟锡氧化物)薄膜和PCB触摸传感器。当屏幕在一段时间未被触碰后,一旦检测到触摸事件,MAX IIZ CPLD会生成中断信号,告知应用处理器有新的触摸输入需要处理。这种设计提高了响应速度,同时降低了不必要的功耗。
ITO触摸传感器采用双层结构,x走线在下方,y走线在上方,这种设计使得传感器对接近手指的走线更敏感。走线阵列的宽度和间距可以根据实际需求进行调整,通常在5至10mm之间。通过这种方式,可以实现多触点识别,如图2所示,用户可以用手指控制光标移动和模拟鼠标左键或右键点击。
AD7142 CDC虽然不是专为触摸屏解码设计,但其高分辨率和电容测量能力使其成为理想的组件。它能对14个传感器进行连续的可寻址电容测量,每个测量都具有12位的精度。通过对比无手指触摸时的基线寄存器值和手指触摸后的寄存器值,应用处理器可以精确地确定手指的位置。
MAX IIZ CPLD的作用在于将线性传感器转换为2D传感器,它能够控制AD7142 CDC的SRC方波信号,选择驱动触摸屏的垂直x走线,从而支持多条SRC走线,实现2D电容测量。这一解决方案的优势在于,即便在较大的触摸屏和面板上,也能实现精确的位置识别。
通过串行接口,应用处理器可以设置MAX IIZ CPLD来驱动传感器S1列和SRC信号,读取来自AD7142 CDC的数据。使用I2C或SPI总线进行数据采集,可以在短时间内完成全部244个电容测量值的读取,然后对这些原始数据进行处理,以确定用户的具体操作。
智能手机低功耗触摸屏接口设计是一个涉及硬件和软件的综合工程。Altera MAX IIZ CPLD与AD7142 CDC的组合提供了高效的电容测量和触摸定位,而精心设计的计算应用程序则将这些物理信号转化为直观的用户界面。这种设计不仅优化了用户体验,而且有效地降低了功耗,对于电池续航至关重要的移动设备来说,这是一个重要的设计考量。