基于单片机下的触控IC和触控MCU应用设计.doc

基于单片机下的触控IC和触控MCU应用设计单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。简介单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等 。应用分类单片机（Microcontrollers）作为计算机发展的一个重要分支领域，根据发展情况，从不同角度，单片机大致可以分为通用型/专用型、总线型/非总线型及工控型/家电型。通用型这是按单片机（Microcontrollers）适用范围来区分的。例如，80C51式通用型单片机，它不是为某种专门用途设计的；专用型单片机是针对一类产品甚至某一个产品设计生产的，例如为了满足电子体温计的要求，在片内集成ADC接口等功能的温度测量控制电路。总线型这是按单片机（Microcontrollers）是否提供并行总线来区分的。总线型单片机普遍设置有并行地址总线、 数据总线、控制总线，这些引脚用以扩展并行外围器件都可通过串行口与单片机连接，另外，许多单片机已把所需要的外围器件及外设接口集成一片内，因此在许多情况下可以不要并行扩展总线，大大减省封装成本和芯片体积，这类单片机称为非总线型单片机。控制型这是按照单片机（Microcontrollers）大致应用的领域进行区分的。一般而言，工控型寻址范围大，运算能力强；用于家电的单片机多为专用型，通常是小封装、低价格，外围器件和外设接口集成度高。 显然，上述分类并不是惟一的和严格的。例如，80C51类单片机既是通用型又是总线型，还可以作工控用。首先介绍下什么是MCU？MCU微控制单元（Microcontroller Unit;MCU） ，又称单片微型计算机（Single Chip Microcomputer ）或者单片机，是把中央处理器（Central Process Unit;CPU）的频率与规格做适当缩减，并将内存（memory）、计数器（Timer）、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。诸如手机、PC外围、遥控器，至汽车电子、工业上的步进马达、机器手臂的控制等，都可见到MCU的身影。触摸ic触摸在此特指单点或多点触控技术; IC，即集成电路，是半导体元件产品的统称。包括：1.集成电路板（integrated circuit，缩写：IC）;2.二、三极管;3.特殊电子元件等; 触摸IC即指触摸芯片。1、初次建立触控应用程序的工作负荷及调试难度从初次建立触控应用程序的工作负荷及调试难度对比二者的不同。使用触控 IC和触控 MCU应用方案中软、硬件组成示意图。使用触控 IC的应用方案中，主控MCU和触控 IC 之间的数据交换，通常是通过串行接口（例如，I2C、SPI）实现的。因此，用户需要开发相应的通讯程序，执行数据的交换。无论是利用主控MCU的硬件串行接口，还是使用软件模拟串行协议实现数据传输，都增加了软件开发的负荷。特别是在调试初期，如果主控MCU不能正确检测到触控动作，需要判断故障源是触控 IC异常，或者是通讯程序异常，还是主控MCU侧检测程序的错误。因此，很大程度上增加了软件调试的难度。2、触控参数精细化从触控参数（例如，灵敏度）精细化的角度，对比二者的不同。触控 IC通常内置了缺省的参数，如果主控MCU的检测程序和通讯程序正确，那么MCU和触控 IC连通后，即可判断触控有/无的判断。从这一点出发，触控 IC具有优越性。但是，缺省参数是确定的，而用户的应用方案是千差万别的。因此，很多情况下需要对触控 参数做精细化调整，以优化应用方案的触控性能。优化触控 IC的工作环境如图2所示。如图2所示，Tuning软件使用串行接口实现触控参数的调整，并将优化后的参数通过串行接口写入到触控 IC。为了验证更新后的参数在应用系统中的整体性能，需要连接主控MCU和触控 IC，并运行MCU中的控制程序。但是，调试工具和主控MCU共用触控 IC的串行接口，因此，需要切断和调试工具的连接，并将串行接口切换到主控MCU。换言之，在验证参数整体性能时，无法通过调试工具的GUI，直观监测参数调整后的效果。3、程序烧写成本从程序烧写的成本，比较二者的不同。如图4所示，如果用户不使用触控 IC的缺省参数，而是使用结合具体应用方案优化后的参数，那么需要通过编程器将最新的参数固化到触控 IC。特别是批量生产时，增加了烧录触控 IC的额外成本。而右图所示的Rx130方案中，仅需要将应用程序烧录到Rx130中。4、LED驱动从LED驱动的角度，比较二者的异同。通常，触控 IC内置了LED Driver。如果应用方案中需要使用LED表示触控动作的有/无，并且应用产品的结构设计，要求LED紧邻触控电极。但是，并非所有的应用产品，都需要使用LED表示触控动作的有/无，例如，简易的触控 Pad。