设计基于Windows 8的无线触控人机接口设备

电容式触摸——设计要领

设计电容无线触控HID时需要记住的关键设计要领包括：

刷新时间：刷新时间是指电容式触摸控制器两次连续报告的时间间隔。随着所扫描电容传感器的数量增加，扫描所有传感器的总时间将会相应增加，从而延长刷新时间。

外覆层材料与厚度：手指触发电容与外覆层材料的厚度成反比，与介电常数成正比。为了实现最佳手指响应，外覆层材料的介电常数应该较高而厚度则应较薄。

传感器间距：传感器间距是指相邻传感器中心之间的距离。X和Y二维空间典型间距是5mm，如图7所示。如果传感器间距再大就会导致精确度和线性度降低。

图7：触摸板的传感器间距。

电容感应引脚：电容式触摸板上的每个传感器均需连接至一个电容感应引脚。如果触摸控制器没有足够的电容感应引脚，则可增大传感器间距以支持所需的触摸板区域。但是这种方案会导致精确度和线性度的降低。因此，选择具有足够多电容感应引脚的电容式触摸控制器非常重要。

精确度和线性度：精确度是电容式触摸控制器获得的手指位置与实际手指位置的对比测量。线性误差是指电容式触摸控制器的报告坐标与手指沿直线运动的预期坐标之间的差值。这些测量结果受以下因素影响：

● 传感器间距：传感器间距越大，精确度和线性度就越差。

● 固件算法：精确度与线性度可能会因手指位置预测算法的精确性不同而发生相应变化。

固件可配置性：触摸控制器的固件经配置后可将不同的操作映射于不同的手势，甚至还可动态开发自定义手势以提升最终用户体验。

电容式触摸控制器

当今市场上的众多电容式触摸控制器都属于模块化元件。可通过模块对电容式触摸控制器进行编程，以处理电容式触摸检测和手势解码，并将模块作为I2C或SPI从器件连接到MCU。模块化方案的主要局限性在于无法利用电容式触摸控制器处理MCU活动。

IC供应商赛普拉斯拥有更稳定可靠的解决方案，即赛普拉斯最新推出的单芯片解决方案PRoC-UI（可编程片上射频系统 – 用户接口）（图8）。该方案集成的控制器在与低功耗WirelessUSB-NL无线电元件配合工作时，既可以处理电容式触摸功能也可以处理MCU功能。OEM厂商采用PRoC-UI就无需再使用MCU，避免了相关成本，进而降低总体材料成本。

图8：PRoC-UI，用于触摸式无线HID的赛普拉斯单芯片解决方案。
控制器 可处理电容式触摸与MCU功能 专用2.4GHz射频支持无线通信

本文的第二部分将针对无线触控HID介绍MCU和无线电元件以及系统级考虑因素。