電容式觸摸屏控制器介紹

引言

　　電阻式觸摸屏有過其鼎盛時期，但不可否認它們已日薄西山。很明顯，它更加適合于低成本的設計。使用這些設計的用戶必須戴手套，例如：在醫療、工業和軍事環境下。然而，電容式觸摸屏卻獲得了普遍的使用，今天市場上銷售的主流智能手機和平板電腦都使用了電容式觸摸屏。

　　電阻式與電容式觸摸屏比較

　　電阻式和電容式觸摸屏都使用氧化銦錫（ITO）傳感器，但使用方式卻截然不同。電阻式觸摸屏利用人體觸摸的機械作用力來連接ITO的兩個柔性層（圖1a），而電容式觸摸屏控制利用的是：基本上而言，人本身就是移動的電容器。觸摸ITO時，會改變系統可感知的電容水平（圖1b）。

　　圖1 觸摸屏設計比較

　　電容式觸摸屏受到消費者的青睞，主要有兩個原因：

　　1、 電容式觸摸屏使用兩層TIO，有時使用一層。它利用一個與棋盤格類似的有紋理傳感器（圖2），因此它可以使用一個整片覆蓋在LCD上，從而帶來更加清楚透亮的屏幕。

　　2、 由于電容式觸摸屏控制使用電解電容方法實現檢測，安全玻璃層可放置于頂層來實現密封，這與電阻屏的聚氨酯柔性層不同。它還給用戶帶來一種更加耐用的設計。

　　圖2 TIO行與列重疊形成一個完整的傳感器片

　　電容式觸摸屏設計考慮

　　電容式觸摸屏的設計人員面對三大主要問題：功耗、噪聲控制與手勢識別。本文后面部分將為你逐一講解。

　　功耗

　　今天的電池供電型設備如此之多，功耗是我們需要考慮的關鍵系統問題之一。諸如 TI 的TSC3060等器件，便是按照低功耗要求設計的。在標準工作條件下，它的功耗小于60mA。在對觸摸行為進行檢測時，它的功耗更可低至11 μA。在相同工作狀態下，它比其競爭者至少低了一個數量級。

　　市場上的許多解決方案一開始都是設計為微控制器，然后再逐漸發展為電容式觸摸屏控制器。一開始就設計為電容式觸摸屏控制器的器件，沒有會消耗額外電流和時鐘周期的多余硬件。大多數系統都已有一個主中央處理器，其可以是數字信號處理器、微處理器或者微控制器單元（MCU）。因此，為什么要給一個已經經過精密調整的系統再增加一個引擎呢？TSC3060為一種沒有微控制器的專門設計。

　　噪聲控制

　　如果控制器無法區分實際觸摸和潛在干擾源，則更不用提實現超長的電池使用時間。觸