智能觸摸感應(yīng)解決方案(飛思卡爾)

在主題為“更智能的觸摸檢測——飛思卡爾為您的設(shè)計(jì)提供最佳的觸摸感應(yīng)解決方案”的“飛思卡爾充電吧”技術(shù)座談會(huì)上，飛思卡爾半導(dǎo)體系統(tǒng)方案高級應(yīng)用工程師陳剛先生，詳細(xì)介紹了飛思卡爾的最新觸摸感應(yīng)解決方案。許多電子工程技術(shù)人員參與了座談，對于飛思卡爾的各種觸摸感應(yīng)方案及其使用方法進(jìn)行了深入探討，并就第二代電容觸摸傳感器MPR121與觸摸感應(yīng)軟件(TSS)套件各自的優(yōu)點(diǎn)和區(qū)別進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)討論，相關(guān)問題由飛思卡爾專家進(jìn)行了一一解答。

MPR121是飛思卡爾繼MPR03x 系列器件之后推出的第二代觸摸感應(yīng)控制器，具有更高的內(nèi)部智能，配備了飛思卡爾的第二代電容檢測引擎。新增的主要功能包括：增加了電極數(shù)量，可實(shí)現(xiàn)更可靠的觸摸檢測，硬件可配置 I2C 地址，帶有去抖動(dòng)功能的擴(kuò)展濾波系統(tǒng)，以及可自動(dòng)配置內(nèi)部參數(shù)的完全獨(dú)立的電極。
制造商正在從電阻式觸摸傳感器向電容式觸摸技術(shù)快速轉(zhuǎn)換，以滿足更直觀的用戶界面的需求。這種界面能增強(qiáng)人機(jī)交互性能，提高最終產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)。觸摸感應(yīng)技術(shù)消除了機(jī)械磨損，從而可大大提高產(chǎn)品的可靠性。此外，新一代的觸摸感應(yīng)控制器能夠管理多種用戶界面的配置，具備更大的靈活性，從而有助于降低系統(tǒng)總成本。

MPR121增加了電極數(shù)量，集成了自動(dòng)校準(zhǔn)和各電極獨(dú)立的檢測系統(tǒng)，采用業(yè)界最小的12腳無外引封裝，具有最低的功耗，平均工作電流僅為29uA，可幫助原始設(shè)備制造商（OEM）實(shí)現(xiàn)最嚴(yán)格的功率目標(biāo)。

MPR121的主要特性包括：
• 支持多達(dá)12個(gè)的觸摸電極，另有接近檢測功能
• 工作電壓為1.71 V-3.6 V
• 極低功率，具有29微安平均電源電流
o 此時(shí)12個(gè)電極均采用16 ms (62.5Hz) 的采樣速率
• 每個(gè)電極實(shí)現(xiàn)連續(xù)、獨(dú)立的自動(dòng)校準(zhǔn)
• 每個(gè)電極有獨(dú)立的接觸和釋放跳變閾值
o 可設(shè)置回差，各電極獨(dú)立
• 8個(gè)電極的輸入/輸出邏輯可任意組合，可驅(qū)動(dòng)多達(dá)8個(gè) LED
• 最大關(guān)機(jī)電流為3微安
• I²C接口，采用IRQ中斷輸出來通知電極狀態(tài)的改變
• 3 x 3 x 0.6 毫米的20腳QFN封裝
• 工作溫度：-40°C ~  +85°C

飛思卡爾工業(yè)細(xì)分市場營銷總監(jiān)Bruno Baylac表示：“飛思卡爾的觸摸感應(yīng)解決方案允許客戶選擇最適合他們的產(chǎn)品的器件。在專用的低功率設(shè)計(jì)中，MPR121 是簡單的嵌入式器件；或者只需添加軟件，客戶就能夠利用他們系統(tǒng)中的 MCU轉(zhuǎn)換到觸摸感應(yīng)界面”。

 
飛思卡爾的觸摸感應(yīng)解決方案支持各種消費(fèi)電子和工業(yè)應(yīng)用的平滑界面設(shè)計(jì)，具有豐富的解決方案和系列產(chǎn)品，讓客戶能夠選擇到一款產(chǎn)品，滿足他們對功率、軟件集成和觸點(diǎn)數(shù)量等特定的系統(tǒng)要求。客戶可以選擇3個(gè)或12個(gè)按鍵的傳感器或觸摸感應(yīng)解決方案，可以在大量的應(yīng)用中采用，這些應(yīng)用包括：
• 家用電器：灶具、烤箱、冰箱、洗衣機(jī)
• 消費(fèi)類便攜式電子產(chǎn)品：媒體播放器、音頻/視頻系統(tǒng)、電視機(jī)、電腦、監(jiān)控器、筆記本、MP3播放器、照相機(jī)
• 醫(yī)療和工業(yè)設(shè)備：控制面板、便攜式醫(yī)療器件
• 遠(yuǎn)程和照明控制
• 適合相框和GPS 系統(tǒng)的低分辨率觸摸屏
• 大型和小型設(shè)備觸控面板
• 移動(dòng)電話和無線連接設(shè)備觸摸板
• 替代上網(wǎng)本和智能本的通用按鍵

同時(shí)，MPR121傳感器亦適用于便攜式低功率消費(fèi)電子應(yīng)用，Audiovox最新推出的MP3播放器就采用它實(shí)現(xiàn)了極具吸引力的功能。Audiovox 的CG部門總經(jīng)理 Tim DiGioia表示：“飛思卡爾的MPR121傳感器具有使用方便的特性。這些特性幫助Audiovox縮短了設(shè)計(jì)周期，迅速開發(fā)出最新的MP3播放器。Audiovox 還利用MPR121傳感器的精確性、可靠性和低功率特性，生產(chǎn)出為最終用戶帶來特別體驗(yàn)的新MP3播放器?！?/p>

借助飛思卡爾的8位MCU，TSS套件可以將觸摸感應(yīng)功能集成到各種應(yīng)用中，提供了一種備選的解決方案。該套件通過提供預(yù)配置軟件，支持眾多常見功能，包括轉(zhuǎn)輪、滑條和鍵盤功能等，能夠大大加快開發(fā)的速度。軟件是免費(fèi)的，在很多設(shè)計(jì)中不再需要增加傳感器芯片，有助于降低系統(tǒng)成本。

TSS套件與飛思卡爾的S08 MCU系列產(chǎn)品以及CodeWarrior開發(fā)環(huán)境系統(tǒng)結(jié)合使用。該軟件包包括評估演示板、演示和功能實(shí)例、技術(shù)文檔、硬件設(shè)計(jì)指南、在線培訓(xùn)和支持教程，其特性包括：
• 多達(dá)64個(gè)電極
• 可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)不同的電極功能：鍵盤、滑條、轉(zhuǎn)輪、矩陣、觸控板或者它們的任意組合
• 支持多種通信協(xié)議： I2C、LIN、CAN、SPI和USB
• 不需要增加IC就能實(shí)現(xiàn)觸摸感應(yīng)功能
• 能夠同時(shí)運(yùn)行其他外設(shè)：LCD、LED、蜂鳴器、ADC和其他傳感器
• 工作電壓：1.8 V ~ 5.5 V 
• 能夠完全兼容300多款飛思卡爾S08 MCU 器件
• 支持QFN8 (4x4x1) 到 LQFP100 (14X14X1.4) 的大量封裝

iSuppli 公司負(fù)責(zé)顯示屏電子業(yè)務(wù)的高級分析師 Randy Lawson表示：“隨著觸摸感應(yīng)技術(shù)對大量嵌入式市場的成功變得日益重要，OEM開始尋找半導(dǎo)體供應(yīng)商提供更多軟件和芯片解決方案來滿足具體的需求。芯片廠商面臨著重大機(jī)遇。他們以快捷、經(jīng)濟(jì)高效的方式提供各種解決方案，以實(shí)現(xiàn)符合其設(shè)計(jì)要求的觸摸感應(yīng)功能。”