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设计基于Windows 8的无线触控人机接口设备

作者:时间:2013-09-13来源:网络收藏

的基本构建模块

任何都需要三大元件:微控制器(MCU)、射频电容式触摸控制器,如图4所示。

假定MCU、电容式触摸控制器和无线电元件之间的通信接口采用串行外设接口(SPI),而其他元件则通过通用输入输出(GPIO)引脚连接到其各自的控制器。HID能与插入到PC或笔记本电脑USB道尔芯片进行通信。对于HID设计人员来说,详尽了解这三个基本构建模块的功能至关重要。


图4:触摸式无线HID的的基本构成模块。
微控制器 机械按钮 电容式触摸控制器 触摸式用户接口元件 触摸板 电容式感应按键/电容性触摸滑条 射频 天线

电容式触摸控制器

电容式触摸控制器用于检测触摸板表面的电容变化,以确定手指的位置。触摸板通常创建在印刷电路板(PCB)或挠性印制电路(FPC)上。分布在触摸板上的传感器使用铜等导电材料制作而成。触摸板由行传感器和列传感器构成,并组成图5所示的网格形状。


图5:具有传感器网格的触摸板及电容式触摸控制器。
触摸板 电源电压 电容式触摸控制器

我们既可以将触摸板和电容式触摸控制器放置在同一块电路板上,也可以放置在不同电路板上。对于触摸板和电容式触摸控制器位于不同电路板的这种情况,传感器网格的金属线迹(Metal Trace)通过端板送出并利用FPC线缆作为两板之间的连接器。如果二者在同一电路板上,金属线迹则可将传感器网格连接至电容式触摸控制器。

电容式触摸控制器的典型工作方式

触摸控制器定期扫描所有传感器,并记录每个传感器的电容值。手指与触摸板的接触会改变接触位置处的传感器电容。触摸控制器可感应电容的相对变化并计算出实际的手指位置(即X和Y轴的位置)。将当前的手指位置与此前记录的位置进行比较,以便对手势进行解码。需要在芯片上进行手势计算,以避免在Windows操作系统上额外安装驱动器。一旦检测到新的手势,电容式触摸控制器就会利用中断将数据可用信息报告给MCU并等待MCU读取数据(图6)。


图6:电容式触摸控制器——固件流程。
扫描传感器 计算手指的位置 解码手势 是否检测到新的手势 通知MCU 等待MCU读取数据 将数据发送至MCU



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