智能触摸感应解决方案(飞思卡尔)

在主题为“更智能的触摸检测——飞思卡尔为您的设计提供最佳的触摸感应解决方案”的“飞思卡尔充电吧”技术座谈会上，飞思卡尔半导体系统方案高级应用工程师陈刚先生，详细介绍了飞思卡尔的最新触摸感应解决方案。许多电子工程技术人员参与了座谈，对于飞思卡尔的各种触摸感应方案及其使用方法进行了深入探讨，并就第二代电容触摸传感器MPR121与触摸感应软件(TSS)套件各自的优点和区别进行了网络互动讨论，相关问题由飞思卡尔专家进行了一一解答。

MPR121是飞思卡尔继MPR03x 系列器件之后推出的第二代触摸感应控制器，具有更高的内部智能，配备了飞思卡尔的第二代电容检测引擎。新增的主要功能包括：增加了电极数量，可实现更可靠的触摸检测，硬件可配置 I2C 地址，带有去抖动功能的扩展滤波系统，以及可自动配置内部参数的完全独立的电极。
制造商正在从电阻式触摸传感器向电容式触摸技术快速转换，以满足更直观的用户界面的需求。这种界面能增强人机交互性能，提高最终产品的用户体验。触摸感应技术消除了机械磨损，从而可大大提高产品的可靠性。此外，新一代的触摸感应控制器能够管理多种用户界面的配置，具备更大的灵活性，从而有助于降低系统总成本。

MPR121增加了电极数量，集成了自动校准和各电极独立的检测系统，采用业界最小的12脚无外引封装，具有最低的功耗，平均工作电流仅为29uA，可帮助原始设备制造商（OEM）实现最严格的功率目标。

MPR121的主要特性包括：
• 支持多达12个的触摸电极，另有接近检测功能
• 工作电压为1.71 V-3.6 V
• 极低功率，具有29微安平均电源电流
o 此时12个电极均采用16 ms (62.5Hz) 的采样速率
• 每个电极实现连续、独立的自动校准
• 每个电极有独立的接触和释放跳变阈值
o 可设置回差，各电极独立
• 8个电极的输入/输出逻辑可任意组合，可驱动多达8个 LED
• 最大关机电流为3微安
• I²C接口，采用IRQ中断输出来通知电极状态的改变
• 3 x 3 x 0.6 毫米的20脚QFN封装
• 工作温度：-40°C ~  +85°C

飞思卡尔工业细分市场营销总监Bruno Baylac表示：“飞思卡尔的触摸感应解决方案允许客户选择最适合他们的产品的器件。在专用的低功率设计中，MPR121 是简单的嵌入式器件；或者只需添加软件，客户就能够利用他们系统中的 MCU转换到触摸感应界面”。

 
飞思卡尔的触摸感应解决方案支持各种消费电子和工业应用的平滑界面设计，具有丰富的解决方案和系列产品，让客户能够选择到一款产品，满足他们对功率、软件集成和触点数量等特定的系统要求。客户可以选择3个或12个按键的传感器或触摸感应解决方案，可以在大量的应用中采用，这些应用包括：
• 家用电器：灶具、烤箱、冰箱、洗衣机
• 消费类便携式电子产品：媒体播放器、音频/视频系统、电视机、电脑、监控器、笔记本、MP3播放器、照相机
• 医疗和工业设备：控制面板、便携式医疗器件
• 远程和照明控制
• 适合相框和GPS 系统的低分辨率触摸屏
• 大型和小型设备触控面板
• 移动电话和无线连接设备触摸板
• 替代上网本和智能本的通用按键

同时，MPR121传感器亦适用于便携式低功率消费电子应用，Audiovox最新推出的MP3播放器就采用它实现了极具吸引力的功能。Audiovox 的CG部门总经理 Tim DiGioia表示：“飞思卡尔的MPR121传感器具有使用方便的特性。这些特性帮助Audiovox缩短了设计周期，迅速开发出最新的MP3播放器。Audiovox 还利用MPR121传感器的精确性、可靠性和低功率特性，生产出为最终用户带来特别体验的新MP3播放器。”

借助飞思卡尔的8位MCU，TSS套件可以将触摸感应功能集成到各种应用中，提供了一种备选的解决方案。该套件通过提供预配置软件，支持众多常见功能，包括转轮、滑条和键盘功能等，能够大大加快开发的速度。软件是免费的，在很多设计中不再需要增加传感器芯片，有助于降低系统成本。

TSS套件与飞思卡尔的S08 MCU系列产品以及CodeWarrior开发环境系统结合使用。该软件包包括评估演示板、演示和功能实例、技术文档、硬件设计指南、在线培训和支持教程，其特性包括：
• 多达64个电极
• 可以同时实现不同的电极功能：键盘、滑条、转轮、矩阵、触控板或者它们的任意组合
• 支持多种通信协议： I2C、LIN、CAN、SPI和USB
• 不需要增加IC就能实现触摸感应功能
• 能够同时运行其他外设：LCD、LED、蜂鸣器、ADC和其他传感器
• 工作电压：1.8 V ~ 5.5 V 
• 能够完全兼容300多款飞思卡尔S08 MCU 器件
• 支持QFN8 (4x4x1) 到 LQFP100 (14X14X1.4) 的大量封装

iSuppli 公司负责显示屏电子业务的高级分析师 Randy Lawson表示：“随着触摸感应技术对大量嵌入式市场的成功变得日益重要，OEM开始寻找半导体供应商提供更多软件和芯片解决方案来满足具体的需求。芯片厂商面临着重大机遇。他们以快捷、经济高效的方式提供各种解决方案，以实现符合其设计要求的触摸感应功能。”