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　　作者：Microchip Technology Inc.，觸摸屏控制器總監(jiān)Carol Crawford，觸摸屏控制器產(chǎn)品經(jīng)理Charlie Riegert投射電容式觸摸傳感技術(shù)正在快速發(fā)展以滿足現(xiàn)代應(yīng)用對(duì)高級(jí)用戶接口的需求。除了這些應(yīng)用之外，采樣多點(diǎn)觸摸和手勢(shì)檢測(cè)的消費(fèi)類產(chǎn)品很受歡迎，它們同樣刺激了投射電容式觸摸解決方案需求的增長(zhǎng)。人們希望以使用智能手機(jī)和平板電腦的方式與大多數(shù)設(shè)備交互。我們面臨的挑戰(zhàn)在于，并非所有應(yīng)用都能負(fù)擔(dān)起與當(dāng)前針對(duì)智能手機(jī)優(yōu)化的設(shè)計(jì)相關(guān)的硬件、軟件和功耗預(yù)算。

　　安全控制面板、鍵盤、恒溫器、游戲設(shè)備、遙控器和可穿戴設(shè)備等應(yīng)用對(duì)于響應(yīng)時(shí)間、觸摸次數(shù)、功耗和成本的要求迥然不同。具備相應(yīng)能力來優(yōu)化觸摸控制器和傳感器解決方案，從而滿足上述要求對(duì)于該行業(yè)向主流消費(fèi)類應(yīng)用之外的其他領(lǐng)域推廣至關(guān)重要。

　　將投射電容式傳感技術(shù)向其他市場(chǎng)推廣時(shí)，面臨的主要挑戰(zhàn)之一是功耗問題。大多數(shù)觸摸應(yīng)用的功耗相對(duì)較高，這就限制了其在低功耗輸入設(shè)備中的應(yīng)用。目前，移動(dòng)設(shè)備的電池僅能連續(xù)使用幾個(gè)小時(shí)，而用戶期望大多數(shù)嵌入式設(shè)備的電池能夠連續(xù)使用幾個(gè)月，甚至幾年。功耗要求和管理在評(píng)估投射式電容技術(shù)時(shí)成為了重要考慮因素。PCAP代碼和超低功耗管理的最優(yōu)組合有助于客戶在添加PCAP觸摸和手勢(shì)功能時(shí)打破此類功耗限制。結(jié)合了我們獨(dú)特免版稅PCAP源代碼的Microchip超低功耗(XLP)技術(shù)便是一個(gè)最佳例證。

　　舉例來說，單擊、滑動(dòng)、滑動(dòng)并按住以及雙擊手勢(shì)可通過成本較低的低功耗電子解決方案來部署。在2V條件下運(yùn)行的1" X 2"小型傳感器，處于等待觸摸的有效空閑模式時(shí)，功耗可低至15 μA左右;處于有效掃描模式時(shí)，功耗僅150 μA。在最近的設(shè)計(jì)方案中，這意味著電池壽命可達(dá)兩年以上。對(duì)于PCAP技術(shù)和功耗管理的進(jìn)步，遙控器、游戲控制和其他功耗敏感型設(shè)備均可從中獲益。若考慮全部應(yīng)用，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)影響性能的情況，但可以通過對(duì)功耗、尺寸和其他特性進(jìn)行管理來滿足低功耗設(shè)計(jì)要求。

　　將投射電容式觸摸傳感技術(shù)向新市場(chǎng)推廣時(shí)，面臨的另一挑戰(zhàn)是靈活性問題。市場(chǎng)上正迅速呈現(xiàn)出將觸摸和手勢(shì)整合到傳統(tǒng)移動(dòng)市場(chǎng)之外的各種設(shè)備這一發(fā)展趨勢(shì)，這就要求客戶必須迅速做出響應(yīng)以保持競(jìng)爭(zhēng)力。設(shè)計(jì)周期隨之縮短，因此需要采用先進(jìn)且靈活的PCAP觸摸控制器和傳感器設(shè)計(jì)。

　　傳統(tǒng)PCAP解決方案的設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)而且不易實(shí)施，其中包含ASIC式觸摸控制器和固定的傳感器設(shè)計(jì)。許多觸摸技術(shù)供應(yīng)商提供與特定觸摸傳感器匹配的專用黑盒ASIC式觸摸控制器。它們用于專門的應(yīng)用，但是限制了客戶設(shè)計(jì)的靈活性。當(dāng)在開發(fā)或生產(chǎn)過程中想要稍作更改時(shí)，這些固定解決方案并不支持修改代碼。例如，如果設(shè)計(jì)人員想要對(duì)傳感器的尺寸或結(jié)構(gòu)稍作修改，則這種更改會(huì)被視作重新設(shè)計(jì)，并且需要觸摸傳感器供應(yīng)商完成大量工作來更新代碼和傳感器設(shè)計(jì)。

　　此外，如果客戶希望向同一控制器集成代碼來實(shí)現(xiàn)LED控制、Wi-Fi®或IR等其他功能從而打造多功能觸摸設(shè)備，此類封閉型解決方案也不能提供支持?？蛻魰?huì)因受封閉型解決方案的限制而錯(cuò)失降低成本、提高效率的機(jī)會(huì)。對(duì)于客戶而言，通過管理開發(fā)周期以及部署下一代設(shè)計(jì)來降低成本、增強(qiáng)功能同樣十分困難。

　　客戶不應(yīng)受到PCAP解決方案中的硬件和軟件限制。若要靈活地修改設(shè)計(jì)并提高效率，其中一種方案就是要使設(shè)計(jì)人員能夠訪問源代碼并能借助相應(yīng)工具，針對(duì)其應(yīng)用獨(dú)立完成進(jìn)一步的定制，打造優(yōu)化的解決方案。憑借設(shè)計(jì)的靈活性，客戶可以管理其觸摸界面解決方案，從而能夠按照自己的時(shí)間表有針對(duì)性地快速進(jìn)行修改，而無(wú)需依靠外部供應(yīng)商。

　　對(duì)于為相應(yīng)的觸摸技術(shù)選擇適當(dāng)?shù)碾娮釉?，Microchip采用一種獨(dú)特的方法來應(yīng)對(duì)客戶需求。我們提供靈活的黑盒觸摸控制器和能夠用于8位、16位和32位PIC®單片機(jī)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品組合的免版稅源代碼選項(xiàng)，從而對(duì)功能、性能和成本進(jìn)行優(yōu)化。這提供了一種包含多個(gè)選項(xiàng)的簡(jiǎn)單移植方案，能夠支持未來對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，并支持從成本角度進(jìn)行優(yōu)化。

　　將投射電容式觸摸傳感技術(shù)向其他市場(chǎng)推廣時(shí)，面臨的第三個(gè)挑戰(zhàn)是傳感器。移動(dòng)市場(chǎng)中的觸摸傳感器通常是專有設(shè)計(jì)，與供應(yīng)鏈的接觸會(huì)受到限制。這種受限的接觸為嘗試自行開發(fā)定制解決方案的設(shè)計(jì)人員帶來了采購(gòu)挑戰(zhàn)以及功能的不確定性。幸運(yùn)的是，當(dāng)前正在開發(fā)易于購(gòu)買和生產(chǎn)的多種低成本投射電容式觸摸傳感器，因此，設(shè)計(jì)人員可通過支持PCAP功能的設(shè)計(jì)開始開發(fā)面向這些新型細(xì)分市場(chǎng)的產(chǎn)品。

　　觸摸板和柔性傳感器即為這類傳感器。典型的觸摸板是一種基于印刷電路板(PCB)的低成本傳感器，其上面可以覆蓋塑料材料，外觀和手感與筆記本電腦上的觸摸板類似。這種標(biāo)準(zhǔn)傳感器設(shè)計(jì)方案可為游戲設(shè)備、照明開關(guān)、汽車控制臺(tái)和遙控器等應(yīng)用的日常界面提供所需的光滑觸感，并且能夠?qū)螕艉突瑒?dòng)觸摸做出響應(yīng)。

　　其他傳感器選項(xiàng)包括柔性印刷電路(FPC)傳感器和含導(dǎo)電油墨的印刷型傳感器。這些柔性傳感器可用于采用彎曲表面的設(shè)計(jì)或需要開孔進(jìn)行LED照明的背光鍵盤。透明印刷導(dǎo)體的快速發(fā)展可為包括可穿戴應(yīng)用在內(nèi)的低成本顯示解決方案提供可制造的低成本透明觸摸傳感器。

　　觸摸解決方案正在快速發(fā)展并逐漸向智能手機(jī)或平板電腦市場(chǎng)之外的許多應(yīng)用推廣?？蛻粽趯で蟾鞣N方法將觸摸界面和手勢(shì)添加到他們的設(shè)計(jì)中，而這種設(shè)計(jì)易于集成且能夠解決本文所討論的各種典型設(shè)計(jì)難題。觸摸控制器和傳感器解決方案有限的功耗預(yù)算以及對(duì)靈活設(shè)計(jì)的需求將不再是投射電容式傳感技術(shù)應(yīng)用于日常嵌入式應(yīng)用的障礙。