基于AD7879的“两点触摸”手势识别系统的实现

在消费电子应用领域中，触控技术是实现人机交互的关键技术之一。触控屏控制器可以是电容式或者电阻式，其中电容式触控技术以其高穿透率、色彩真实度以及较长的使用寿命等优势，在市场占有率上占据主导地位。然而，成本低廉的阻性技术仍然在某些特定领域中发挥作用，尤其是在单点触控、高空间分辨率或者需要穿戴手套的环境下。 阻性触摸屏的工作原理基于两层导电材料之间的接触，当屏幕受到压力时，这两层会接触，导致电流流向触摸点，从而识别触摸位置。在传统的单点阻性触摸屏中，通过测量电流在无源层产生的电压变化，可以确定触摸点的坐标位置。而多点触控技术，则需要通过更为复杂的矩阵布局和多次测量来实现。 本文提出的“两点触摸”概念，旨在利用现有的四线阻性触摸屏进行多点触摸手势的检测。在设计实现双指手势如缩放、捏合和旋转时，作者提出了一种创新的检测模型。该模型能够处理由于两个触摸点导致的电阻变化，从而影响有源层和无源层的电压分布。例如，在捏合手势中，两个触摸点使得屏幕阻抗降低，电压差减小。随着手指接近，电压差会增大，并且当手指合并时，电压达到最大。在缩放手势中，手指的分开会使得电压差增大，而靠近则使电压差减小。 在实现上，文章介绍了一种基于AD7879的“两点触摸”手势识别系统。AD7879是一款触摸屏控制器，与四线阻性触摸屏接口配合使用，除了检测触摸动作之外，还能测量温度和辅助输入端的电压。AD7879结合低成本运算放大器，能够执行捏合和缩放等手势的测量。手势识别的过程包括在控制器的前半周期施加直流电压于有源层，并测量对应引脚的电压以获得触摸方向信息。后半周期中，执行类似操作以获取另一方向的信息。 为了达到双点触摸的检测，系统需要进行额外的测量以处理有源层电流不再恒定以及无源层不再等电位的假设。这样的测量能够提供足够的信息来确定两个触摸点的位置。此外，手势的旋转可以通过检测不同方向上的电压变化来识别。 为了应对屏幕制造成本高昂和控制器成本增加的问题，作者通过模拟物理过程，并利用AD7879控制器的多通道采样能力，提供了一种成本效益较高的解决方案。在最终产品中，通过将AD7879与适当的软件算法结合，可以实现基于廉价阻性触摸屏的先进多点触控功能。 这项创新技术的应用，为低成本阻性触摸屏提供了与电容式触控相媲美的交互体验，并拓展了阻性触摸屏在消费电子产品中的应用潜力。例如，在需要精确操作的应用如手写输入、地图导航或者游戏控制中，这种双点触摸技术可以大幅提升用户体验。同时，由于其较低的成本，也为中低端市场带来了更加丰富的触控功能选择。