基于AD7879的“兩點(diǎn)觸摸”手勢識別系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

圖7.避免放大器輸出短接到VDD的應(yīng)用圖

　　這種情況下，AD7879設(shè)置為從機(jī)轉(zhuǎn)換模式，并且僅測量半個(gè)周期。當(dāng)AD7879完成轉(zhuǎn)換時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)中斷，主處理器重新設(shè)置AD7879以測量第二個(gè)半周期，并且改變AD7879GPIO的值。第二轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)，兩層的測量結(jié)果均存儲在器件中。

　　旋轉(zhuǎn)可以通過一個(gè)方向上的同時(shí)縮放和一個(gè)傾斜捏合來模擬，因此檢測旋轉(zhuǎn)并不困難。挑戰(zhàn)在于區(qū)別旋轉(zhuǎn)是順時(shí)針（CW）還是逆時(shí)針（CCW），這無法通過上述過程來實(shí)現(xiàn)。為了檢測旋轉(zhuǎn)及其方向，需要在兩層（有源層和無源層）上進(jìn)行測量，如圖8所示。圖7中的電路無法滿足之一要求，圖9提出了一種新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

圖8 順時(shí)針和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)的電壓測量

　　圖9所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了如下功能：

　　半周期1：電壓施加于Y層，同時(shí)測量（VY+–VY–）、VX–和VX+。每完成一個(gè)測量，AD7879就會產(chǎn)生一個(gè)中斷，以便處理器改變GPIO配置。

　　半周期2：電壓施加于X層，同時(shí)測量（VX+–VX–）、VY–和VY+。

　　圖9中的電路可以測量所有需要的電壓來實(shí)現(xiàn)全部性能，包括：a）單點(diǎn)觸摸位置；b）縮放、捏合、旋轉(zhuǎn)手勢檢測和量化；c）區(qū)別順時(shí)針與逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。用兩點(diǎn)觸摸手勢來完成單點(diǎn)觸摸操作時(shí)，可以估計(jì)手勢的中心位置。

圖9.單點(diǎn)觸摸位置和手勢檢測的應(yīng)用圖

　　5 實(shí)用提示

　　輕柔手勢產(chǎn)生的電壓變化相當(dāng)微細(xì)。通過放大這種變化，可以提高系統(tǒng)的魯棒性。例如，可以在屏幕的電極與AD7879的引腳之間增加一個(gè)小電阻，這將能提高有源層的壓降，但單點(diǎn)觸摸定位精度會有所下降。

　　另一種方法是僅在低端連接上增加一個(gè)電阻，當(dāng)X層或Y層為有源層時(shí)，僅檢測X–或Y–電極。這樣就可以應(yīng)用一定的增益，因?yàn)橹绷髦迪喈?dāng)?shù)汀?/font>

　　ADI公司有許多放大器和多路復(fù)用器可以滿足圖6、圖7和圖9所示應(yīng)用的需求。測試電路使用AD8506雙通道運(yùn)算放大器和ADG16xx系列模擬多路復(fù)用器；多路復(fù)用器的導(dǎo)通電阻很低，采用3.3V單電源供電。

　　6 結(jié)語

　　利用AD7879控制器和極少的輔助電路，可以檢測縮放、捏合和旋轉(zhuǎn)。只需在有源層上進(jìn)行測量，就能識別這些手勢。在主處理器的控制下，利用兩個(gè)GPIO測量無源層的電壓，可以區(qū)別旋轉(zhuǎn)方向。在該處理器中執(zhí)行相當(dāng)簡單的算法，就能識別縮放、捏合和旋轉(zhuǎn)，估計(jì)其范圍、角度和方向。