設(shè)計(jì)基于Windows 8的無(wú)線觸控人機(jī)接口設(shè)備

電容式觸摸——設(shè)計(jì)要領(lǐng)

設(shè)計(jì)電容無(wú)線觸控HID時(shí)需要記住的關(guān)鍵設(shè)計(jì)要領(lǐng)包括：

刷新時(shí)間：刷新時(shí)間是指電容式觸摸控制器兩次連續(xù)報(bào)告的時(shí)間間隔。隨著所掃描電容傳感器的數(shù)量增加，掃描所有傳感器的總時(shí)間將會(huì)相應(yīng)增加，從而延長(zhǎng)刷新時(shí)間。

外覆層材料與厚度：手指觸發(fā)電容與外覆層材料的厚度成反比，與介電常數(shù)成正比。為了實(shí)現(xiàn)最佳手指響應(yīng)，外覆層材料的介電常數(shù)應(yīng)該較高而厚度則應(yīng)較薄。

傳感器間距：傳感器間距是指相鄰傳感器中心之間的距離。X和Y二維空間典型間距是5mm，如圖7所示。如果傳感器間距再大就會(huì)導(dǎo)致精確度和線性度降低。

圖7：觸摸板的傳感器間距。

電容感應(yīng)引腳：電容式觸摸板上的每個(gè)傳感器均需連接至一個(gè)電容感應(yīng)引腳。如果觸摸控制器沒(méi)有足夠的電容感應(yīng)引腳，則可增大傳感器間距以支持所需的觸摸板區(qū)域。但是這種方案會(huì)導(dǎo)致精確度和線性度的降低。因此，選擇具有足夠多電容感應(yīng)引腳的電容式觸摸控制器非常重要。

精確度和線性度：精確度是電容式觸摸控制器獲得的手指位置與實(shí)際手指位置的對(duì)比測(cè)量。線性誤差是指電容式觸摸控制器的報(bào)告坐標(biāo)與手指沿直線運(yùn)動(dòng)的預(yù)期坐標(biāo)之間的差值。這些測(cè)量結(jié)果受以下因素影響：

● 傳感器間距：傳感器間距越大，精確度和線性度就越差。

● 固件算法：精確度與線性度可能會(huì)因手指位置預(yù)測(cè)算法的精確性不同而發(fā)生相應(yīng)變化。

固件可配置性：觸摸控制器的固件經(jīng)配置后可將不同的操作映射于不同的手勢(shì)，甚至還可動(dòng)態(tài)開發(fā)自定義手勢(shì)以提升最終用戶體驗(yàn)。

電容式觸摸控制器

當(dāng)今市場(chǎng)上的眾多電容式觸摸控制器都屬于模塊化元件?？赏ㄟ^(guò)模塊對(duì)電容式觸摸控制器進(jìn)行編程，以處理電容式觸摸檢測(cè)和手勢(shì)解碼，并將模塊作為I2C或SPI從器件連接到MCU。模塊化方案的主要局限性在于無(wú)法利用電容式觸摸控制器處理MCU活動(dòng)。

IC供應(yīng)商賽普拉斯擁有更穩(wěn)定可靠的解決方案，即賽普拉斯最新推出的單芯片解決方案PRoC-UI（可編程片上射頻系統(tǒng) – 用戶接口）（圖8）。該方案集成的控制器在與低功耗WirelessUSB-NL無(wú)線電元件配合工作時(shí)，既可以處理電容式觸摸功能也可以處理MCU功能。OEM廠商采用PRoC-UI就無(wú)需再使用MCU，避免了相關(guān)成本，進(jìn)而降低總體材料成本。

圖8：PRoC-UI，用于觸摸式無(wú)線HID的賽普拉斯單芯片解決方案。
控制器 可處理電容式觸摸與MCU功能 專用2.4GHz射頻支持無(wú)線通信

本文的第二部分將針對(duì)無(wú)線觸控HID介紹MCU和無(wú)線電元件以及系統(tǒng)級(jí)考慮因素。