电容式触摸屏控制器介绍

引言

　　电阻式触摸屏有过其鼎盛时期，但不可否认它们已日薄西山。很明显，它更加适合于低成本的设计。使用这些设计的用户必须戴手套，例如：在医疗、工业和军事环境下。然而，电容式触摸屏却获得了普遍的使用，今天市场上销售的主流智能手机和平板电脑都使用了电容式触摸屏。

　　电阻式与电容式触摸屏比较

　　电阻式和电容式触摸屏都使用氧化铟锡（ITO）传感器，但使用方式却截然不同。电阻式触摸屏利用人体触摸的机械作用力来连接ITO的两个柔性层（图1a），而电容式触摸屏控制利用的是：基本上而言，人本身就是移动的电容器。触摸ITO时，会改变系统可感知的电容水平（图1b）。

　　图1 触摸屏设计比较

　　电容式触摸屏受到消费者的青睐，主要有两个原因：

　　1、 电容式触摸屏使用两层TIO，有时使用一层。它利用一个与棋盘格类似的有纹理传感器（图2），因此它可以使用一个整片覆盖在LCD上，从而带来更加清楚透亮的屏幕。

　　2、 由于电容式触摸屏控制使用电解电容方法实现检测，安全玻璃层可放置于顶层来实现密封，这与电阻屏的聚氨酯柔性层不同。它还给用户带来一种更加耐用的设计。

　　图2 TIO行与列重叠形成一个完整的传感器片

　　电容式触摸屏设计考虑

　　电容式触摸屏的设计人员面对三大主要问题：功耗、噪声控制与手势识别。本文后面部分将为你逐一讲解。

　　功耗

　　今天的电池供电型设备如此之多，功耗是我们需要考虑的关键系统问题之一。诸如 TI 的TSC3060等器件，便是按照低功耗要求设计的。在标准工作条件下，它的功耗小于60mA。在对触摸行为进行检测时，它的功耗更可低至11 µA。在相同工作状态下，它比其竞争者至少低了一个数量级。

　　市场上的许多解决方案一开始都是设计为微控制器，然后再逐渐发展为电容式触摸屏控制器。一开始就设计为电容式触摸屏控制器的器件，没有会消耗额外电流和时钟周期的多余硬件。大多数系统都已有一个主中央处理器，其可以是数字信号处理器、微处理器或者微控制器单元（MCU）。因此，为什么要给一个已经经过精密调整的系统再增加一个引擎呢？TSC3060为一种没有微控制器的专门设计。

　　噪声控制

　　如果控制器无法区分实际触摸和潜在干扰源，则更不用提实现超长的电池使用时间。触