基于接近檢測(cè)傳感器的手持式觸摸屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本文討論了Maxim MAX44000接近檢測(cè)傳感器在手持式觸摸屏應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)，介紹了設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)。包括如何降低系統(tǒng)中的串?dāng)_、改善噪聲抑制、減輕應(yīng)用處理器的負(fù)荷。

為什么使用接近檢測(cè)傳感器?

觸摸屏已普遍用于各種手持式電子設(shè)備，不僅僅局限于智能手機(jī)。觸摸屏在大大改善設(shè)備功能性的同時(shí)，也帶來(lái)了諸多新的挑戰(zhàn)，包括知道如何以及何時(shí)響應(yīng)觸摸屏操作。例如，當(dāng)手機(jī)靠近用戶臉頰時(shí)，屏幕必須了解如何對(duì)其做出反應(yīng);否則，觸摸屏無(wú)意接觸到人耳或臉頰時(shí)，可能會(huì)被錯(cuò)誤地解析成用戶輸入。

為了避免這一問(wèn)題，最常見的方法是在手機(jī)上集成一個(gè)接近檢測(cè)傳感器(同時(shí)也增加了設(shè)備功能)。當(dāng)接近檢測(cè)傳感器的讀數(shù)達(dá)到一定的門限要求，而且用戶正在通電話時(shí)，傳感器可以關(guān)閉觸摸屏。

相對(duì)于分立式解決方案，提供數(shù)字輸出的紅外接近檢測(cè)傳感器芯片(例如MAX44000)大大簡(jiǎn)化了這一功能的實(shí)施。

Maxim接近檢測(cè)傳感器的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)

Maxim的接近檢測(cè)傳感器具有眾多優(yōu)勢(shì)。舉例來(lái)說(shuō)，紅外發(fā)射器配置為吸電流，而非源出電流。便于用戶合理選擇LED的供電電壓，優(yōu)化LED性能和功耗(圖1)。

由于MAX44000系列產(chǎn)品提供I?C接口，可以方便地通過(guò)這一靈活的總線將傳感器集成到多數(shù)嵌入式系統(tǒng)。此外，器件支持硬件中斷。這兩項(xiàng)功能可確保傳感器無(wú)縫集成到大多數(shù)手持設(shè)備，同時(shí)也將傳感器信息處理所占用的處理器資源降至最少。

圖1. MAX44000典型電路，包括LED。

不僅如此，Maxim的接近檢測(cè)傳感器還內(nèi)置了更多功能。例如，MAX44000在6引腳單芯片內(nèi)集成了環(huán)境光檢測(cè)傳感器和接近檢測(cè)傳感器。諸如此類的解決方案避免了在實(shí)現(xiàn)全部光傳感器功能是使用多個(gè)傳感器。

設(shè)計(jì)考慮

MAX44000采用小尺寸、2mm x 2mm x 0.6mm、UDFN-Opto封裝，有助于用戶節(jié)省尺寸敏感應(yīng)用的空間。此外，傳感器提供LED驅(qū)動(dòng)電路，但需要用戶提供發(fā)射二極管的供電電源。吸電流配置下，該電路可驅(qū)動(dòng)0mA至110mA電流流過(guò)發(fā)射二極管，無(wú)需外部電路既可完成這一任務(wù)。

使用該功能時(shí)需要謹(jǐn)慎設(shè)計(jì)，特別是當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流較大時(shí)。短時(shí)間的大電流驅(qū)動(dòng)脈沖使得電源上出現(xiàn)尖峰電流，可能在MAX44000周圍產(chǎn)生噪聲。有兩種方式解決這一問(wèn)題：對(duì)發(fā)射二極管進(jìn)行去耦，或?qū)AX44000的電源與發(fā)射二極管電源隔離開。

去耦電容的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，但缺點(diǎn)是必須非?？拷麺AX44000和發(fā)射二極管安裝。由于這一方式多數(shù)情況下足以解決上述問(wèn)題，終端用戶應(yīng)首先嘗試這一方案，然后再考慮采用替代方案。圖2所示電路同時(shí)采用了兩種方案，當(dāng)然，實(shí)際應(yīng)用中并不需要這樣。

圖2. MAX44000典型電路，帶有發(fā)射器旁路。