www.microchip.com/humaninterface人机界面解决方案2012年春人机界面解决方案2Microchip人机界面解决方案人机界面解决方案设计一个富有现代感且直观的用户界面可提高应用的 易用性、功能性和美观性。图形显示、触摸操作和音 频提示均可为任何设计增添现代化的崭新外观和感 受。对于负责为新设计或原有设计创建人机界面的工程设计团 队来说，他们需要的解决方案应该能够：创建具有视觉冲 击力且融合最新触摸传感技术和图形显示技术的用户界面。 这些解决方案必须易于集成并且使系统总成本降低。按键/滑动条和触摸屏等触摸传感界面正在快速替代传统 的按钮开关式用户界面，这归结于其众多好处时尚 典雅的设计、更低的制造成本（降低了成型、加工和装配 的成本）以及更高的可靠性（使用更少的移动部件）。采 用触摸传感界面时，应用设计人员需要稳定可靠、低成 本、低功耗且易于集成的解决方案。数字显示改进了几乎所有应用的用户界面。长久以来，分 段式 LCD 一直是显示技术的流行之选，并且在各种医疗和 工业应用中持续增长。近年来，图形显示技术（例如 TFT、 OLED 和 CSTN）在消费品、家电和汽车应用中的使用量显 著增加。用户喜欢直观的菜单、生动的图形、可与触摸面 板进行互动以及在某些情况下与系统进行远程交流的能力。 打算采用图形显示的设计人员正面临多重挑战，例如，与 驱动显示屏相关的元件成本、更新图形所需软件的复杂性、 电池寿命以及远程连接性等。如果您希望为产品增加造型美观且功能丰富的崭新界面， 那么Microchip提供的包含触摸传感技术与显示技术的各种 解决方案将满足您的需求。Microchip会将这些最新的技术 成果作为完整的软件和硬件解决方案提供给您，让您的设 计以更低的系统总成本更快地进入市场。主要亮点触摸传感解决方案按键和滑动条 采用超低功耗MCU延长电池寿命 可透过金属、塑料或玻璃面板进行感应 抗扰性高且辐射低 丰富的MCU产品以降低系统成本 免费的软件库使集成非常容易，触摸传感GUI加快了 开发速度 利用低成本开发工具包快速入门 触摸屏控制器 利用成套的模拟电阻式控制器实现最低的系统成本 采用低成本MCU实现高度灵活的投射电容式解决方案 经过完整处理且可靠的触摸坐标 支持多点触摸和手势 工作电压范围广的低功耗解决方案 包含完整入门工具包的免版税的源代码解决方案显示控制器解决方案分段式LCD 直接驱动低成本显示屏 最多支持480段 将模拟集成于传感器应用中（如温控器中的温度检 测） 集成触摸传感功能图形显示 最高分辨率可达WVGA（800x480） 最高每像素24位色 免费的图形库和图形显示设计器GUI PIC24“DA”系列集成了图形加速单元和显示控制器 高性能32位MCU，集成了用于远程连接的以太网和 CAN 集成USB OTG和mTouch触摸传感功能音频处理解决方案 音调、警报和音符的生成 录制和回放音频信息 图形均衡器www.microchip.com/humaninterface3Microchip人机界面解决方案mTouch触摸传感解决方案 丰富的MCU产品Microchip提供各种PIC MCU产品，您可以将MCU专用于触 摸功能或将触摸传感功能与其他应用功能一起集成到单个 MCU中： 用于触摸传感的8位、16位和32位PIC MCU 6引脚到100多个引脚的器件 最大512 KB闪存存储器 抗扰性高且辐射低：符合IEC61000、EFT和BCI标准 多种片上集成选项，包括USB、CAN、IrDA、无线协议 栈、分段式LCD和图形加速器，以及用于TFT/STN显示 屏的LCD驱动器 最多32个电容式触摸通道 无需外部元件专用触摸控制器（PIC10/12/16/18）高度集成的触摸控制器（PIC16/18/24/32）电容式触摸传感电容式触摸传感器是一块覆铜的焊盘，与位于系统其他位 置的地进行电容耦合，形成寄生电容。使用玻璃等盖板材 料作为用户触摸表面。一旦用户的指尖触碰，电容值就会变 大，并可由系统检测到。?PIC MCU?mTouch ?PIC MCU?USB ?RF ?mTouch ?IrDA ?CAN 2.0BPWM?TXRX? LCD ? LCD ?SPIUSB 2.0 ? OTG?除了广泛应用于消费品市场，触摸传感解决方案已扩展到医 疗、工业和汽车等应用领域。例如： 电池应用：汽车、手机、医疗设备、远程控制和温控器 线路供电应用：家用电器、打印机、机顶盒、智能能源 监控器和电视机Microchip提供广泛的低功耗、低成本的灵活解决方案，可 实现两种类型的触摸传感界面： 按键和滑动条 触摸屏控制器mTouch解决方案：按键、滑动条和接近感应触摸传感技术为包括 外形和风格在内的多 种设计元素的创新设 计提供了更加自由的 空间。 其将机械按钮 功能转变成诸如按键 和滑动条等功能。 由 于减少了活动部件， 从而提高了产品的可 靠性并降低了成本。 此外， 还可以轻松实现接近传感和手势识别等功能。 由于降低了 设计的复杂性和使用最少的部件， 触摸系统的上市时间也更快。Microchip mTouch触摸传感解决方案使得设计人员可以很方便 地将触摸技术集成到他们的应用设计中。 由于其出色的抗噪性 能、 无需额外外部元件、 易于实现和广泛的可用于实现触摸传感 的产品系列， mTouch触摸传感解决方案已在全球受到认可并广 泛运用于众多应用。 我们独有的开放式理念为客户提供经验证 的软件库， 便于在其应用中集成触摸技术。低功耗mTouch解决方案提供更长的电池寿命和更低的待机电流。 利用获奖的超低功耗技术，mTouch解决方案将带给您业界 功耗最低的触摸传感功能。 电容传感电流低于5 A 接近感应电流低至1 A MCU休眠电流低至9 nA MCU工作电流低至50 A/MHz MCU实时时钟启用时的休眠电流低至470 nAwww.microchip.com/mtouch4Microchip人机界面解决方案mTouch触摸传感解决方案 www.microchip.com/mtouch*代码同样支持dsPIC33 DSC。金属面板电容触摸技术mTouch电容式触摸传感解决方案允许用户使用各种金属、 塑料或玻璃表面实现用户界面设计。使用金属面板电容触 摸技术，用户还可以： 使用抛光或拉丝金属表面（包括不锈钢和铝） 透过手套感应 防水设计 盲人友好界面金属面板电容触摸技术的工作原理面板和传感器之间形成一个电容。当用 户按下按键时，两板之间的距离会稍微变 小，这将增大电容值。由于它 们的高SNR（信噪比）以及对电压和 温度的稳定性，mTouch触摸传感解决方案 可以检测到低至10 m的形变。与电容式触摸技术一样，金属面板电容触摸技术可以通过 相同的硬件、PCB和电子元件，以及软件来实现。 用于电容式触摸传感解决方案的开发工具 增强型mTouch电容式触摸传感评估工具包 （DM183026-2） 增强型mTouch电容式触摸传感评估工具 包为使用8位、16位和32位PIC单片机开 发各种电容式触摸传感应用提供了一个 简单的平台。该工具包中包含： 8按键传感器板（单键接口） 12按键矩阵传感器板 4通道滑动条传感器板 2通道滑动条传感器板 四个PIC MCU处理器板： PIC16F1937、PIC18F46J50、PIC24FJ64GB106和 PIC32MX795F512H 用于通过USB实时分析触摸传感器数据的诊断GUI PICkit串行分析器其他可用处理器板： PIC24H mTouch电容触摸评估板*（AC243026） PIC32 CTMU评估板（AC323027）?d金属面板电容触摸附件工具包（AC183026） AC182036工具包包含两块用 于展示金属面板电容触摸技术的 子板。一块子板采用不锈钢面板覆盖，而另一块子板采用塑料 面板。 该工具包可与mTouch电容式触摸传感评估工具包 （DM183026-2）配合使用，为评估Microchip这一特有 技术提供了一种简单的方法。mTouch软件包Microchip提供经完整开发和测试的软件包，具备以下特 性： 提供源代码 支持按键、滑动条和滚轮 矩阵 具有特殊算法的接近检测，提供更大的感应范围和较低 的功耗 适用于8、16和32位单片机 低功耗 电容传感电流低于5 A 接近感应电流低于1 A 手势 多种输出模式（如直接或翻转模式），以及串行通信 易于与Microchip软件库（如图形或USB）相集成 与PC或主机双向通信 与PCB或ITO传感器配合使用特有的抗噪特性包括： 高信噪比（SNR） 差分触摸传感模式 相邻按钮抑制或“最常按压”选项 支持主动保护环 自测或互测 自动环境补偿 多项专利滤噪算法有关mTouch的应用笔记 Techniques for Robust Capacitive Touch Sensing，AN1334 mTouch Metal Over Cap Technology，AN1325 mTouch Conducted Noise Immunity Techniques for CTMU Peripheral，AN1317 Capacitive Touch Using Only an ADC (CVD)，AN1298 （适用于PIC10/12/16/24H/32 MCU） Microchip用于电容触摸应用的CTMU，AN1250 电容式触摸算法模拟，AN12545Microchip人机界面解决方案mTouch触摸传感解决方案：触摸屏控制器www.microchip.com/mtouchMicrochip为投射电容式和电阻式触摸屏应用提供广泛的高 级触摸解决方案，并具有以下优点：高度灵活性：免版税的源代码模型增加了设计灵活性， 可在单个MCU上集成带应用程序代码的触摸传感功能， 提供低成本、低功耗的解决方案，从而降低系统总成 本。精密性：高级触摸屏解决方案采用精密的专利触摸屏解 码算法，为应用程序提供经全面处理的可靠触摸坐标。易于集成：无需大量的开发时间、风险或成本，设计人 员便能将触摸屏技术添加到他们的应用中。投射电容式技术与电阻式技术的对比Microchip提供电阻式解决方案和投射电容式解决方案，设 计人员可以选择最适合的触摸屏设计解决方案。 投射电容式技术的耐用性好、光学性能优异且支持多点 触摸功能（可启用手势）。如需接受手指、触笔或手套输入的低成本且易于集成 的解决方案，电阻式触摸技术是一个很好的选择。触摸屏技术比较模拟电阻式投射电容式屏幕小于 6 时的成本最低低屏幕大于 10 时的成本最低高光学性能75%90%屏幕寿命长更长集成难易度简单中等多点触摸有限是触摸对象手指 触笔/手套手指模拟电阻式技术Microchip AR1000系列的主要特性 主机无需进行触摸数据处理 支持通用传感器，从而优化供应链 成套的触摸解决方案 内置解码和高级过滤功能无需编写触摸代码 省电休眠和外部唤醒模式 支持通用4线、5线和8线传感器 SPI、I2C、UART或USB接口 4 4 QFN封装 针对多数主要平台提供免费驱动程序 模拟电阻式技术的工作原理 用一个间隔层隔开两个导电聚酯纤维涂层 触摸时，顶（弯曲）层会向下穿过间隔层与底（稳定） 层接触 触点会分别在X方向和Y方向上产生分压用于电阻式