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構(gòu)建移動(dòng)多傳感器的觸摸顯示系統(tǒng)

圖4：表面電容式觸控面板。（Planar Systems提供）。

其他傳感器

在移動(dòng)領(lǐng)域，新設(shè)備已經(jīng)打開了用戶界面（UI）以外的控件，而不是屏幕上顯示的控件。對(duì)于游戲，手機(jī)和自定義掃描設(shè)備，方向和移動(dòng)是軟件控制的關(guān)鍵部分。圖5顯示了現(xiàn)代手機(jī)以及作為系統(tǒng)一部分的MEMS和傳感器。典型的定位傳感器是陀螺儀，加速度計(jì)，磁力計(jì)，數(shù)字羅盤和航位推算模塊。對(duì)于醫(yī)療，工業(yè)控制和家庭自動(dòng)化應(yīng)用，觸摸顯示系統(tǒng)可以包括壓力傳感器，溫度傳感器以及顏色和光學(xué)傳感器。這些傳感器類別包括成像傳感器，灰塵和濕度傳感器，氣體傳感器，沖擊和應(yīng)變傳感器以及振動(dòng)/能量收集傳感器。

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圖5：帶有MEMS和傳感器的手機(jī)系統(tǒng)。（由Yole Development提供）。傳統(tǒng)上，當(dāng)使用這些類型的傳感器創(chuàng)建設(shè)計(jì)時(shí)，唯一的接口是系統(tǒng)中的微控制器和微處理器。傳感器可用的接口通常決定核心處理器上可用的接口。通過系統(tǒng)中的顯示，可以進(jìn)行權(quán)衡。顯示屏上的觸摸界面是系統(tǒng)的有效“主控臺(tái)”;它是中斷驅(qū)動(dòng)的，并使用最高優(yōu)先級(jí)的通道進(jìn)入處理器。控制芯片的觸摸接口可用作JTAG，SPI和標(biāo)準(zhǔn)串行端口接口，通常是更高速的數(shù)據(jù)路徑。

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圖6：賽普拉斯CY3280觸摸傳感器開發(fā)套件。（賽普拉斯半導(dǎo)體公司提供）。

當(dāng)系統(tǒng)中包含其他傳感器時(shí)，必須使用與“控制臺(tái)”接口兼容的接口。必須考慮其他設(shè)備的定時(shí)，數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)傳輸調(diào)度，并驗(yàn)證數(shù)據(jù)總線合規(guī)性和軟件應(yīng)用程序兼容性。通常，系統(tǒng)固件作為自主控制臺(tái)和控制器運(yùn)行，因此附加傳感器是系統(tǒng)中唯一的反饋。通過包含觸摸界面，接口路徑現(xiàn)在必須在其上運(yùn)行多個(gè)設(shè)備。開發(fā)系統(tǒng)，如賽普拉斯半導(dǎo)體公司提供的系統(tǒng)，如圖6所示，允許應(yīng)用程序代碼開發(fā)以及與其他傳感器和系統(tǒng)的集成。開發(fā)系統(tǒng)可以支持多種微控制器選項(xiàng)。

系統(tǒng)權(quán)衡

額外的傳感器有多種形式 - 裸傳感器，帶控制的傳感器和完整的傳感器子系統(tǒng)。最低的元件成本是裸傳感器（見圖7）。裸傳感器具有模擬輸出，必須進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后由中央處理器處理和解釋。裸傳感器組件是連續(xù)時(shí)間元件，基于處理器的系統(tǒng)需要采樣數(shù)據(jù)離散時(shí)間接口。

帶控制系統(tǒng)的傳感器允許控制電子設(shè)備為系統(tǒng)產(chǎn)生數(shù)字輸出并處理傳感器的校準(zhǔn)。此設(shè)置消除了傳感器的連續(xù)時(shí)間方面，并允許控制系統(tǒng)以異步或同步模式運(yùn)行。這些傳感器電子元件的數(shù)據(jù)大小和分辨率應(yīng)與觸摸電子元件的數(shù)量級(jí)和分辨率相同。通常，這些獨(dú)立傳感器具有可產(chǎn)生8位至24位結(jié)果的信號(hào)處理IC。如果這些結(jié)果以毫秒數(shù)據(jù)速率提供，類似于觸摸控制，則需要調(diào)度軟件和本地緩沖區(qū)來緩存多種類型的數(shù)據(jù)，以便它們以有序的方式到達(dá)核心處理器。具有控制系統(tǒng)的傳感器傾向于在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器邏輯上具有簡(jiǎn)單的輸出寄存器組，并保持設(shè)備的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)。這意味著傳感器的連續(xù)循環(huán)需要清除傳感器上的本地?cái)?shù)據(jù)并轉(zhuǎn)移到數(shù)字核心進(jìn)行處理。

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圖7：預(yù)先安裝的未補(bǔ)償壓力芯片的示例。（由TDK EPC傳感器業(yè)務(wù)集團(tuán)提供）。

這些傳感器的最終形式是完整模塊。在模塊級(jí)別，您可以獲得傳感器，控制電子元件和本地緩沖存儲(chǔ)器。這種格式最容易與觸摸傳感器系統(tǒng)集成，因?yàn)橛蟹呛诵膬?nèi)存可用于解決時(shí)序問題。然而，完整的模塊具有最高的組件成本。這個(gè)成本可以通過提高系統(tǒng)性能和減少項(xiàng)目開發(fā)時(shí)間來抵消。

時(shí)間問題

這些多傳感器系統(tǒng)的一些權(quán)衡，如手機(jī)或平板電腦，與時(shí)間有關(guān)關(guān)于正在運(yùn)行的應(yīng)用程序的傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。設(shè)備操作系統(tǒng)與數(shù)據(jù)如何到達(dá)有很大關(guān)系，以及應(yīng)用程序必須處理的細(xì)節(jié)數(shù)量。通信和計(jì)算設(shè)備中的操作系統(tǒng)傾向于避免來自傳感器的任何異步信號(hào)路徑。相反，它們?cè)谶B續(xù)時(shí)間基礎(chǔ)上生成，量化，然后發(fā)送到存儲(chǔ)器/寄存器，以便在主數(shù)據(jù)總線上以同步方式傳輸。這些信號(hào)中的一些還產(chǎn)生優(yōu)先級(jí)中斷，指示系統(tǒng)的位置或活動(dòng)變化。除數(shù)據(jù)外，溫度和其他環(huán)境傳感器還可能產(chǎn)生中斷。然后系統(tǒng)處理這些信號(hào)以確定是否應(yīng)該關(guān)閉設(shè)備以進(jìn)行保護(hù)。對(duì)于具有多個(gè)傳感器的系統(tǒng)，當(dāng)前的同步解決方案是對(duì)所有系統(tǒng)使用輪詢基礎(chǔ)，并且在輪詢序列中，可以多次調(diào)用觸摸UI。

觸摸時(shí)某些其他傳感器的位置不兼容系統(tǒng)使用可能是一個(gè)主要問題。磁力計(jì)和電子羅盤與表面和投射電容式觸摸系統(tǒng)產(chǎn)生的電場(chǎng)以及LCD背光源的電源驅(qū)動(dòng)器附近存在一些沖突。其他具有放置問題的傳感器是溫度傳感器，需要遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備放置表面電容和電阻顯示器。這些驅(qū)動(dòng)電子設(shè)備往往比顯示器的其他部件更熱，并為溫度傳感器創(chuàng)建錯(cuò)誤的配置文件。容－源－電－子－網(wǎng)－為你提供技術(shù)支持

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