電容式觸摸屏控制器介紹

引言

　　電阻式觸摸屏有過其鼎盛時(shí)期，但不可否認(rèn)它們已日薄西山。很明顯，它更加適合于低成本的設(shè)計(jì)。使用這些設(shè)計(jì)的用戶必須戴手套，例如：在醫(yī)療、工業(yè)和軍事環(huán)境下。然而，電容式觸摸屏卻獲得了普遍的使用，今天市場(chǎng)上銷售的主流智能手機(jī)和平板電腦都使用了電容式觸摸屏。

　　電阻式與電容式觸摸屏比較

　　電阻式和電容式觸摸屏都使用氧化銦錫（ITO）傳感器，但使用方式卻截然不同。電阻式觸摸屏利用人體觸摸的機(jī)械作用力來連接ITO的兩個(gè)柔性層（圖1a），而電容式觸摸屏控制利用的是：基本上而言，人本身就是移動(dòng)的電容器。觸摸ITO時(shí)，會(huì)改變系統(tǒng)可感知的電容水平（圖1b）。

　　圖1 觸摸屏設(shè)計(jì)比較

　　電容式觸摸屏受到消費(fèi)者的青睞，主要有兩個(gè)原因：

　　1、 電容式觸摸屏使用兩層TIO，有時(shí)使用一層。它利用一個(gè)與棋盤格類似的有紋理傳感器（圖2），因此它可以使用一個(gè)整片覆蓋在LCD上，從而帶來更加清楚透亮的屏幕。

　　2、 由于電容式觸摸屏控制使用電解電容方法實(shí)現(xiàn)檢測(cè)，安全玻璃層可放置于頂層來實(shí)現(xiàn)密封，這與電阻屏的聚氨酯柔性層不同。它還給用戶帶來一種更加耐用的設(shè)計(jì)。

　　圖2 TIO行與列重疊形成一個(gè)完整的傳感器片

　　電容式觸摸屏設(shè)計(jì)考慮

　　電容式觸摸屏的設(shè)計(jì)人員面對(duì)三大主要問題：功耗、噪聲控制與手勢(shì)識(shí)別。本文后面部分將為你逐一講解。

　　功耗

　　今天的電池供電型設(shè)備如此之多，功耗是我們需要考慮的關(guān)鍵系統(tǒng)問題之一。諸如 TI 的TSC3060等器件，便是按照低功耗要求設(shè)計(jì)的。在標(biāo)準(zhǔn)工作條件下，它的功耗小于60mA。在對(duì)觸摸行為進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，它的功耗更可低至11 μA。在相同工作狀態(tài)下，它比其競(jìng)爭(zhēng)者至少低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。

　　市場(chǎng)上的許多解決方案一開始都是設(shè)計(jì)為微控制器，然后再逐漸發(fā)展為電容式觸摸屏控制器。一開始就設(shè)計(jì)為電容式觸摸屏控制器的器件，沒有會(huì)消耗額外電流和時(shí)鐘周期的多余硬件。大多數(shù)系統(tǒng)都已有一個(gè)主中央處理器，其可以是數(shù)字信號(hào)處理器、微處理器或者微控制器單元（MCU）。因此，為什么要給一個(gè)已經(jīng)經(jīng)過精密調(diào)整的系統(tǒng)再增加一個(gè)引擎呢？TSC3060為一種沒有微控制器的專門設(shè)計(jì)。

　　噪聲控制

　　如果控制器無法區(qū)分實(shí)際觸摸和潛在干擾源，則更不用提實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)的電池使用時(shí)間。觸