手勢識別的過程 - 采用AD7879的阻性觸摸屏手勢識別實現(xiàn)

　　在前半周期中，將一個直流電壓施加于上層(有源 層)，并測量X+引腳的電壓(對應(yīng)于VY+ – VY–)，以提 供與Y方向上的運動(接近還是分開)相關(guān)的信息。

　　在后半周期中，將一個直流電壓施加于下層(有源 層)，并測量Y+引腳的電壓(對應(yīng)于VX+ – VX–)，以提 供與X方向上的運動(接近還是分開)相關(guān)的信息。

　　圖 6 所示的電路需要為差分放大器提供保護，防止短接到 VDD。在前半周期中，下方放大器的輸出短接到VDD。在后半 周期中，上方放大器的輸出短接到VDD。為避免這種現(xiàn)象， AD7879的GPIO可以控制兩個外部模擬開關(guān)，如圖 7所示。

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　　圖 6. 基本手勢檢測應(yīng)用圖

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　　圖 7. 避免放大器輸出短接到VDD的應(yīng)用圖

　　這種情況下，AD7879 設(shè)置為從機轉(zhuǎn)換模式，并且僅測量半個 周期。當(dāng) AD7879 完成轉(zhuǎn)換時，產(chǎn)生一個中斷，主處理器重 新設(shè)置 AD7879 以測量第二個半周期，并且改變 AD7879 GPIO 的值。第二轉(zhuǎn)換結(jié)束時，兩層的測量結(jié)果均存儲在器件 中。

　　旋轉(zhuǎn)可以通過一個方向上的同時縮放和一個傾斜捏合來模 擬，因此檢測旋轉(zhuǎn)并不困難。挑戰(zhàn)在于區(qū)別旋轉(zhuǎn)是順時針 (CW)還是逆時針(CCW)，這無法通過上述過程來實現(xiàn)。為了 檢測旋轉(zhuǎn)及其方向，需要在兩層(有源層和無源層)上進行測量，如圖 8 所示。圖 7 中的電路無法滿足之一要求，圖 9 提出了一種新的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

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　　圖 8. 順時針和逆時針旋轉(zhuǎn)時的電壓測量

　　圖 9所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實現(xiàn)了如下功能：

　　半周期 1：電壓施加于Y層，同時測量(VY+ – VY–)、VX–和 VX+。每完成一個測量，AD7879 就會產(chǎn)生一個中斷，以 便處理器改變GPIO配置。

　　半周期 2：電壓施加于X層，同時測量(VX+ – VX–)、VY–和VY+。

　　圖 9 中的電路可以測量所有需要的電壓來實現(xiàn)全部性能，包 括：a)單點觸摸位置;b)縮放、捏合、旋轉(zhuǎn)手勢檢測和量化; c)區(qū)別順時針與逆時針旋轉(zhuǎn)。用兩點觸摸手勢來完成單點觸 摸操作時，可以估計手勢的中心位置。

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　　圖 9. 單點觸摸位置和手勢檢測的應(yīng)用圖

　　實用提示

　　輕柔手勢產(chǎn)生的電壓變化相當(dāng)微細。通過放大這種變化，可 以提高系統(tǒng)的魯棒性。例如，可以在屏幕的電極與 AD7879 的引腳之間增加一個小電阻，這將能提高有源層的壓降，但 單點觸摸定位精度會有所下降。

　　另一種方法是僅在低端連接上增加一個電阻，當(dāng) X 層或 Y 層 為有源層時，僅檢測 X–或 Y–電極。這樣就可以應(yīng)用一定的 增益，因為直流值相當(dāng)?shù)汀?/p>

　　ADI公司有許多放大器和多路復(fù)用器可以滿足圖 6、圖 7 和圖 9 所示應(yīng)用的需求。測試電路使用AD8506 雙通道運算放大器和ADG16xx 系列模擬多路復(fù)用器;多路復(fù)用器的導(dǎo)通電阻很 低，采用 3.3 V單電源供電。

　　結(jié)束語

　　利用 AD7879 控制器和極少的輔助電路，可以檢測縮放、捏 合和旋轉(zhuǎn)。只需在有源層上進行測量，就能識別這些手勢。 在主處理器的控制下，利用兩個 GPIO 測量無源層的電壓， 可以區(qū)別旋轉(zhuǎn)方向。在該處理器中執(zhí)行相當(dāng)簡單的算法，就 能識別縮放、捏合和旋轉(zhuǎn)，估計其范圍、角度和方向。