基于觸控IC和觸控MCU應(yīng)用設(shè)計(jì)，對(duì)比二者的不同

首先介紹下什么是MCU？MCU微控制單元(Microcontroller Unit；MCU) ，又稱單片微型計(jì)算機(jī)(Single Chip Microcomputer )或者單片機(jī)，是把中央處理器(Central Process Unit；CPU)的頻率與規(guī)格做適當(dāng)縮減，并將內(nèi)存(memory)、計(jì)數(shù)器(Timer)、USB、A/D轉(zhuǎn)換、UART、PLC、DMA等周邊接口，甚至LCD驅(qū)動(dòng)電路都整合在單一芯片上，形成芯片級(jí)的計(jì)算機(jī)，為不同的應(yīng)用場(chǎng)合做不同組合控制。諸如手機(jī)、PC外圍、遙控器，至汽車電子、工業(yè)上的步進(jìn)馬達(dá)、機(jī)器手臂的控制等，都可見(jiàn)到MCU的身影。

觸摸ic觸摸在此特指單點(diǎn)或多點(diǎn)觸控技術(shù)；?IC，即集成電路，是半導(dǎo)體元件產(chǎn)品的統(tǒng)稱。包括：1.集成電路板(integrated circuit，縮寫(xiě)：IC)；2.二、三極管；3.特殊電子元件等； 觸摸IC即指觸摸芯片。

1、初次建立觸控應(yīng)用程序的工作負(fù)荷及調(diào)試難度

從初次建立觸控應(yīng)用程序的工作負(fù)荷及調(diào)試難度對(duì)比二者的不同。使用觸控 IC和觸控 MCU應(yīng)用方案中軟、硬件組成示意圖，如圖1所示。

圖1 使用觸控IC和MCU應(yīng)用方案中軟、硬件組成圖

使用觸控 IC的應(yīng)用方案中，主控MCU和觸控 IC 之間的數(shù)據(jù)交換，通常是通過(guò)串行接口(例如，I2C、SPI)實(shí)現(xiàn)的。

因此，用戶需要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的通訊程序，執(zhí)行數(shù)據(jù)的交換。無(wú)論是利用主控MCU的硬件串行接口，還是使用軟件模擬串行協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，都增加了軟件開(kāi)發(fā)的負(fù)荷。

特別是在調(diào)試初期，如果主控MCU不能正確檢測(cè)到觸控動(dòng)作，需要判斷故障源是觸控 IC異常，或者是通訊程序異常，還是主控MCU側(cè)檢測(cè)程序的錯(cuò)誤。因此，很大程度上增加了軟件調(diào)試的難度。

圖2 優(yōu)化觸控IC的工作環(huán)境

2、觸控參數(shù)精細(xì)化

從觸控參數(shù)(例如，靈敏度)精細(xì)化的角度，對(duì)比二者的不同。觸控 IC通常內(nèi)置了缺省的參數(shù)，如果主控MCU的檢測(cè)程序和通訊程序正確，那么MCU和觸控 IC連通后，即可判斷觸控有/無(wú)的判斷。

從這一點(diǎn)出發(fā)，觸控 IC具有優(yōu)越性。但是，缺省參數(shù)是確定的，而用戶的應(yīng)用方案是千差萬(wàn)別的。因此，很多情況下需要對(duì)觸控 參數(shù)做精細(xì)化調(diào)整，以優(yōu)化應(yīng)用方案的觸控性能。優(yōu)化觸控 IC的工作環(huán)境如圖2所示。

如圖2所示，Tuning軟件使用串行接口實(shí)現(xiàn)觸控參數(shù)的調(diào)整，并將優(yōu)化后的參數(shù)通過(guò)串行接口寫(xiě)入到觸控 IC。

為了驗(yàn)證更新后的參數(shù)在應(yīng)用系統(tǒng)中的整體性能，需要連接主控MCU和觸控 IC，并運(yùn)行MCU中的控制程序。

但是，調(diào)試工具和主控MCU共用觸控 IC的串行接口，因此，需要切斷和調(diào)試工具的連接，并將串行接口切換到主控MCU。

換言之，在驗(yàn)證參數(shù)整體性能時(shí)，無(wú)法通過(guò)調(diào)試工具的GUI，直觀監(jiān)測(cè)參數(shù)調(diào)整后的效果。

圖3 調(diào)整Rx130應(yīng)用方案的環(huán)境

3、程序燒寫(xiě)成本

? ? ? ? 圖4 觸控IC方案及Rx130方案程序燒錄

從程序燒寫(xiě)的成本，比較二者的不同。如圖4所示，如果用戶不使用觸控 IC的缺省參數(shù)，而是使用結(jié)合具體應(yīng)用方案優(yōu)化后的參數(shù)，那么需要通過(guò)編程器將最新的參數(shù)固化到觸控 IC。

特別是批量生產(chǎn)時(shí)，增加了燒錄觸控 IC的額外成本。而右圖所示的Rx130方案中，僅需要將應(yīng)用程序燒錄到Rx130中。

4、LED驅(qū)動(dòng)

從LED驅(qū)動(dòng)的角度，比較二者的異同。通常，觸控 IC內(nèi)置了LED Driver。如果應(yīng)用方案中需要使用LED表示觸控動(dòng)作的有/無(wú)，并且應(yīng)用產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，要求LED緊鄰觸控電極，如圖5所示，那么使用觸控 IC更方便PCB的Layout。

圖5 觸控IC更方便PCB的Layout

但是，并非所有的應(yīng)用產(chǎn)品，都需要使用LED表示觸控動(dòng)作的有/無(wú)，例如，簡(jiǎn)易的觸控 Pad。