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構建移動多傳感器的觸摸顯示系統

圖4：表面電容式觸控面板。（Planar Systems提供）。

其他傳感器

在移動領域，新設備已經打開了用戶界面（UI）以外的控件，而不是屏幕上顯示的控件。對于游戲，手機和自定義掃描設備，方向和移動是軟件控制的關鍵部分。圖5顯示了現代手機以及作為系統一部分的MEMS和傳感器。典型的定位傳感器是陀螺儀，加速度計，磁力計，數字羅盤和航位推算模塊。對于醫療，工業控制和家庭自動化應用，觸摸顯示系統可以包括壓力傳感器，溫度傳感器以及顏色和光學傳感器。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，沖擊和應變傳感器以及振動/能量收集傳感器。

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圖5：帶有MEMS和傳感器的手機系統。（由Yole Development提供）。傳統上，當使用這些類型的傳感器創建設計時，唯一的接口是系統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。通過系統中的顯示，可以進行權衡。顯示屏上的觸摸界面是系統的有效“主控臺”;它是中斷驅動的，并使用最高優先級的通道進入處理器。控制芯片的觸摸接口可用作JTAG，SPI和標準串行端口接口，通常是更高速的數據路徑。

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圖6：賽普拉斯CY3280觸摸傳感器開發套件。（賽普拉斯半導體公司提供）。

當系統中包含其他傳感器時，必須使用與“控制臺”接口兼容的接口。必須考慮其他設備的定時，數據速率和數據傳輸調度，并驗證數據總線合規性和軟件應用程序兼容性。通常，系統固件作為自主控制臺和控制器運行，因此附加傳感器是系統中唯一的反饋。通過包含觸摸界面，接口路徑現在必須在其上運行多個設備。開發系統，如賽普拉斯半導體公司提供的系統，如圖6所示，允許應用程序代碼開發以及與其他傳感器和系統的集成。開發系統可以支持多種微控制器選項。

系統權衡

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。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，必須進行數據轉換，然后由中央處理器處理和解釋。裸傳感器組件是連續時間元件，基于處理器的系統需要采樣數據離散時間接口。

帶控制系統的傳感器允許控制電子設備為系統產生數字輸出并處理傳感器的校準。此設置消除了傳感器的連續時間方面，并允許控制系統以異步或同步模式運行。這些傳感器電子元件的數據大小和分辨率應與觸摸電子元件的數量級和分辨率相同。通常，這些獨立傳感器具有可產生8位至24位結果的信號處理IC。如果這些結果以毫秒數據速率提供，類似于觸摸控制，則需要調度軟件和本地緩沖區來緩存多種類型的數據，以便它們以有序的方式到達核心處理器。具有控制系統的傳感器傾向于在數據轉換器邏輯上具有簡單的輸出寄存器組，并保持設備的校準數據。這意味著傳感器的連續循環需要清除傳感器上的本地數據并轉移到數字核心進行處理。

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圖7：預先安裝的未補償壓力芯片的示例。（由TDK EPC傳感器業務集團提供）。

這些傳感器的最終形式是完整模塊。在模塊級別，您可以獲得傳感器，控制電子元件和本地緩沖存儲器。這種格式最容易與觸摸傳感器系統集成，因為有非核心內存可用于解決時序問題。然而，完整的模塊具有最高的組件成本。這個成本可以通過提高系統性能和減少項目開發時間來抵消。

時間問題

這些多傳感器系統的一些權衡，如手機或平板電腦，與時間有關關于正在運行的應用程序的傳感器數據的數據。設備操作系統與數據如何到達有很大關系，以及應用程序必須處理的細節數量。通信和計算設備中的操作系統傾向于避免來自傳感器的任何異步信號路徑。相反，它們在連續時間基礎上生成，量化，然后發送到存儲器/寄存器，以便在主數據總線上以同步方式傳輸。這些信號中的一些還產生優先級中斷，指示系統的位置或活動變化。除數據外，溫度和其他環境傳感器還可能產生中斷。然后系統處理這些信號以確定是否應該關閉設備以進行保護。對于具有多個傳感器的系統，當前的同步解決方案是對所有系統使用輪詢基礎，并且在輪詢序列中，可以多次調用觸摸UI。

觸摸時某些其他傳感器的位置不兼容系統使用可能是一個主要問題。磁力計和電子羅盤與表面和投射電容式觸摸系統產生的電場以及LCD背光源的電源驅動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，需要遠離驅動電子設備放置表面電容和電阻顯示器。這些驅動電子設備往往比顯示器的其他部件更熱，并為溫度傳感器創建錯誤的配置文件。容－源－電－子－網－為你提供技術支持

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