构建移动多传感器的触摸显示系统

图4：表面电容式触控面板。（Planar Systems提供）。

其他传感器

在移动领域，新设备已经打开了用户界面（UI）以外的控件，而不是屏幕上显示的控件。对于游戏，手机和自定义扫描设备，方向和移动是软件控制的关键部分。图5显示了现代手机以及作为系统一部分的MEMS和传感器。典型的定位传感器是陀螺仪，加速度计，磁力计，数字罗盘和航位推算模块。对于医疗，工业控制和家庭自动化应用，触摸显示系统可以包括压力传感器，温度传感器以及颜色和光学传感器。这些传感器类别包括成像传感器，灰尘和湿度传感器，气体传感器，冲击和应变传感器以及振动/能量收集传感器。

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图5：带有MEMS和传感器的手机系统。（由Yole Development提供）。传统上，当使用这些类型的传感器创建设计时，唯一的接口是系统中的微控制器和微处理器。传感器可用的接口通常决定核心处理器上可用的接口。通过系统中的显示，可以进行权衡。显示屏上的触摸界面是系统的有效“主控台”;它是中断驱动的，并使用最高优先级的通道进入处理器。控制芯片的触摸接口可用作JTAG，SPI和标准串行端口接口，通常是更高速的数据路径。

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图6：赛普拉斯CY3280触摸传感器开发套件。（赛普拉斯半导体公司提供）。

当系统中包含其他传感器时，必须使用与“控制台”接口兼容的接口。必须考虑其他设备的定时，数据速率和数据传输调度，并验证数据总线合规性和软件应用程序兼容性。通常，系统固件作为自主控制台和控制器运行，因此附加传感器是系统中唯一的反馈。通过包含触摸界面，接口路径现在必须在其上运行多个设备。开发系统，如赛普拉斯半导体公司提供的系统，如图6所示，允许应用程序代码开发以及与其他传感器和系统的集成。开发系统可以支持多种微控制器选项。

系统权衡

额外的传感器有多种形式 - 裸传感器，带控制的传感器和完整的传感器子系统。最低的元件成本是裸传感器（见图7）。裸传感器具有模拟输出，必须进行数据转换，然后由中央处理器处理和解释。裸传感器组件是连续时间元件，基于处理器的系统需要采样数据离散时间接口。

带控制系统的传感器允许控制电子设备为系统产生数字输出并处理传感器的校准。此设置消除了传感器的连续时间方面，并允许控制系统以异步或同步模式运行。这些传感器电子元件的数据大小和分辨率应与触摸电子元件的数量级和分辨率相同。通常，这些独立传感器具有可产生8位至24位结果的信号处理IC。如果这些结果以毫秒数据速率提供，类似于触摸控制，则需要调度软件和本地缓冲区来缓存多种类型的数据，以便它们以有序的方式到达核心处理器。具有控制系统的传感器倾向于在数据转换器逻辑上具有简单的输出寄存器组，并保持设备的校准数据。这意味着传感器的连续循环需要清除传感器上的本地数据并转移到数字核心进行处理。

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图7：预先安装的未补偿压力芯片的示例。（由TDK EPC传感器业务集团提供）。

这些传感器的最终形式是完整模块。在模块级别，您可以获得传感器，控制电子元件和本地缓冲存储器。这种格式最容易与触摸传感器系统集成，因为有非核心内存可用于解决时序问题。然而，完整的模块具有最高的组件成本。这个成本可以通过提高系统性能和减少项目开发时间来抵消。

时间问题

这些多传感器系统的一些权衡，如手机或平板电脑，与时间有关关于正在运行的应用程序的传感器数据的数据。设备操作系统与数据如何到达有很大关系，以及应用程序必须处理的细节数量。通信和计算设备中的操作系统倾向于避免来自传感器的任何异步信号路径。相反，它们在连续时间基础上生成，量化，然后发送到存储器/寄存器，以便在主数据总线上以同步方式传输。这些信号中的一些还产生优先级中断，指示系统的位置或活动变化。除数据外，温度和其他环境传感器还可能产生中断。然后系统处理这些信号以确定是否应该关闭设备以进行保护。对于具有多个传感器的系统，当前的同步解决方案是对所有系统使用轮询基础，并且在轮询序列中，可以多次调用触摸UI。

触摸时某些其他传感器的位置不兼容系统使用可能是一个主要问题。磁力计和电子罗盘与表面和投射电容式触摸系统产生的电场以及LCD背光源的电源驱动器附近存在一些冲突。其他具有放置问题的传感器是温度传感器，需要远离驱动电子设备放置表面电容和电阻显示器。这些驱动电子设备往往比显示器的其他部件更热，并为温度传感器创建错误的配置文件。容－源－电－子－网－为你提供技术支持

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