功能強(qiáng)大的KE1Zx 5V MCU，讓電容式觸摸感應(yīng)技術(shù)觸手可及

在當(dāng)今的智能互聯(lián)世界，觸摸屏得到了廣泛應(yīng)用。如果沒(méi)有觸摸感應(yīng)交互帶來(lái)的直觀簡(jiǎn)易操作和便利性，很難想象我們的日常生活會(huì)變成什么樣。比如現(xiàn)在我們只需簡(jiǎn)單的觸摸、捏合、輕掃操作就可以控制各種設(shè)備，包括廚房電器、電冰箱、恒溫器、智能手機(jī)、筆記本電腦以及其他手持式設(shè)備、游戲機(jī)、汽車(chē)信息娛樂(lè)顯示屏、智能家居和樓宇控制、售賣(mài)機(jī)、電子投票箱以及各種工業(yè)控制設(shè)備等等。此類(lèi)設(shè)備可謂不勝枚舉。

支持觸摸操作的智能手機(jī)日益普及，推動(dòng)了觸摸控制市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)。如今電容式觸摸技術(shù)很快淘汰了電阻式控制，成為智能手機(jī)、手持式設(shè)備、消費(fèi)型電子產(chǎn)品市場(chǎng)的主流觸控技術(shù)。出現(xiàn)這種趨勢(shì)的原因顯而易見(jiàn)：眾所周知，電阻式觸摸屏精確度欠佳、難以使用，且同時(shí)僅支持一個(gè)觸控點(diǎn)，反觀電容式觸摸，精確度、性?xún)r(jià)比、實(shí)用性更高，且能夠支持先進(jìn)的多點(diǎn)觸控和捏合縮放控制。

人機(jī)界面（HMI）是一個(gè)交互式屏幕，向操作員提供系統(tǒng)的信息、數(shù)據(jù)和工作環(huán)境指標(biāo)。HMI創(chuàng)新從未止步，現(xiàn)在我們擁有了高級(jí)手勢(shì)和語(yǔ)音控制，甚至同時(shí)運(yùn)用這兩種技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了先進(jìn)的非接觸式用戶(hù)界面——在需要避免接觸的新冠疫情期間，這種技術(shù)非常有益于我們開(kāi)發(fā)新興產(chǎn)品。

雖然非接觸式控制日益受到科技愛(ài)好者青睞，但經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)的觸摸操作仍然是最易用、最直觀的界面，觸摸感應(yīng)仍然是用戶(hù)首選的成熟HMI技術(shù)，適用于各種各樣的應(yīng)用，而使用不便又不可靠的機(jī)電按鈕控制正逐漸被市場(chǎng)淘汰?，F(xiàn)在，人們可以通過(guò)觸摸和滑動(dòng)進(jìn)行各種操作。

恩智浦Kinetis E系列MCU：緊跟時(shí)代潮流

隨著嵌入式應(yīng)用中對(duì)電容式觸摸控制需求的不斷增加，開(kāi)發(fā)人員在不斷尋找更快捷、更簡(jiǎn)單、更經(jīng)濟(jì)的方式，為產(chǎn)品增加電容式感應(yīng)接口。多年來(lái)，恩智浦一直致力于提供電容式觸摸感應(yīng)解決方案，推出了一系列支持觸摸功能的8位和32位微控制器（MCU），另外還建立了全面的硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)，以簡(jiǎn)化觸摸接口應(yīng)用開(kāi)發(fā)。恩智浦不斷開(kāi)發(fā)觸摸感應(yīng)接口（TSI）技術(shù)，以支持新的消費(fèi)和工業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景，滿(mǎn)足苛刻的應(yīng)用要求。

如今，恩智浦進(jìn)一步擴(kuò)展了32位Kinetis E系列，作為EdgeVerse? 邊緣計(jì)算平臺(tái)的一部分，推出隸屬于KE1xZ系列強(qiáng)大的5V MCU家族新產(chǎn)品，提供高性能、廣泛可擴(kuò)展性和先進(jìn)觸摸感應(yīng)功能。全新的KE17 Z/13Z/12Z MCU基于頻率最高達(dá)到72 MHz的Arm?Cortex?-M0+內(nèi)核，支持最高256 KB閃存和48 KB RAM，提供一組豐富的模擬/數(shù)字外設(shè)。KE1xZ系列新產(chǎn)品進(jìn)一步擴(kuò)展了Kinetis E系列產(chǎn)品，提供了可選的雙觸TSI技術(shù)，支持最多50個(gè)通道，為HMI應(yīng)用提供出色的穩(wěn)定性和精度。

KE1xZ系統(tǒng)框圖

恩智浦的KE1xZ觸摸感應(yīng)MCU提供了交鑰匙解決方案，讓用戶(hù)能夠?yàn)楦鞣N產(chǎn)品添加時(shí)尚直觀的觸摸式用戶(hù)界面，包括家用電器、消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品、照明控制裝置、便攜式設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備、售賣(mài)機(jī)、5V電機(jī)控制以及工業(yè)儀器和控制面板。KE1xZ MCU提供良好的抗噪性、防水觸控和低功耗觸摸喚醒操作，這些特性對(duì)于滿(mǎn)足工業(yè)和家用電器市場(chǎng)中的嚴(yán)格電磁兼容性（EMC）標(biāo)準(zhǔn)必不可少。

5V KE1xZ MCU可在易受電噪聲干擾的工作環(huán)境中保持高度的可靠性和穩(wěn)定性，因而非常適用于家用電器、工業(yè)和汽車(chē)應(yīng)用。KE1xZ MCU集成12位ADC，能夠達(dá)到1百萬(wàn)次采樣每秒（Msps）的采樣率，另外提供多達(dá)三個(gè)FlexTimer，是無(wú)刷直流（BLDC）電機(jī)控制系統(tǒng)的出色解決方案。這款MCU還提供可選的MSCAN技術(shù)，它是一種實(shí)施CAN 2.0A/B協(xié)議的通信控制器規(guī)范，可用于CAN節(jié)點(diǎn)控制和汽車(chē)售后市場(chǎng)應(yīng)用。

采用恩智浦觸摸技術(shù)的烹飪應(yīng)用

當(dāng)今的多灶頭電磁爐向我們提出了全新的挑戰(zhàn)，恩智浦的強(qiáng)大KE1xZ MCU和多功能觸摸控制技術(shù)在這種應(yīng)用中能夠發(fā)揮重要作用。

首先，KE17Z MCU的雙觸TSI技術(shù)支持最多50個(gè)觸摸通道。在自容式模式中，開(kāi)發(fā)人員能夠使用這50個(gè)通道來(lái)設(shè)計(jì)50（25 x 2）個(gè)觸控板。在互電容模式中，設(shè)計(jì)選項(xiàng)擴(kuò)展到最多72（6 x 6 x 2）個(gè)觸控板。在某些應(yīng)用場(chǎng)景下，例如使用觸摸控制的多灶頭電磁爐，這款MCU能夠支持?jǐn)U展到最多98個(gè)觸控板（26個(gè)使用自電容的觸控板 + 72個(gè)使用多通道的觸控板）的觸摸屏設(shè)計(jì)。借助靈活的多點(diǎn)觸控設(shè)計(jì)功能，消費(fèi)者能夠輕松地在單個(gè)電磁灶臺(tái)上輕松控制多個(gè)灶頭，精確調(diào)節(jié)火力大小，從容烹制家庭大餐。

帶有觸控面板的電磁灶臺(tái)

KE1xZ MCU的每個(gè)TSI模塊中包括三個(gè)屏蔽通道，以增強(qiáng)對(duì)廚房環(huán)境中水、蒸氣和其他溢流物的耐受力。恩智浦的可配置TSI技術(shù)支持可調(diào)分辨率和靈敏度，允許在惡劣環(huán)境下工作，即便部署在12毫米玻璃或10毫米玻璃/塑料蓋板下方，或者在需要耐受惡劣環(huán)境條件的工業(yè)控制系統(tǒng)中，性能也不會(huì)受影響。

觸摸屏應(yīng)用的全面實(shí)現(xiàn)解決方案

借助恩智浦的全面硬件和軟件生態(tài)系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)人員能夠快速地評(píng)估和創(chuàng)建新型電容式觸摸傳感應(yīng)用，并開(kāi)發(fā)原型。恩智浦的Freedom開(kāi)發(fā)平臺(tái)包括低成本的兼容開(kāi)發(fā)板，并提供一組豐富的第三方擴(kuò)展選項(xiàng)。恩智浦的MCUXpresso軟件開(kāi)發(fā)套件（SDK）還包括觸摸感應(yīng)軟件庫(kù)。

為了幫助開(kāi)發(fā)人員快速開(kāi)始設(shè)計(jì)，恩智浦提供了一系列的應(yīng)用筆記，包括BLDC應(yīng)用場(chǎng)景、2D觸摸解決方案、硬件設(shè)計(jì)指南、軟件遷移指南，適用于FRDM-KE17Z評(píng)估板、FRDM-TOUCH開(kāi)發(fā)平臺(tái)和FRDM-MC-LVBLDC3相BLDC電機(jī)控制開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

恩智浦還提供X-KE17Z-TSI-EVB觸摸模式評(píng)估板，幫助開(kāi)發(fā)人員評(píng)估自電容觸摸鍵、互電容觸控板、數(shù)字觸摸滑塊、接近感應(yīng)回路和屏蔽電極，并開(kāi)發(fā)原型。

了解有關(guān)全新KE1xZ系列MCU的更多信息，開(kāi)始設(shè)計(jì)您的下一代電容式觸摸接口應(yīng)用。

作者： 

Cristiano Castello

高級(jí)總監(jiān)——微控制器產(chǎn)品創(chuàng)新

Cristiano在2000年加盟飛利浦半導(dǎo)體（現(xiàn)在的恩智浦半導(dǎo)體），擔(dān)任面向移動(dòng)電話應(yīng)用的攝像頭傳感器和圖像處理器的應(yīng)用團(tuán)隊(duì)主管。從2005年到2014年，他曾擔(dān)任戰(zhàn)略、技術(shù)和新產(chǎn)品推介方面的多個(gè)企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)角色。他目前負(fù)責(zé)邊緣處理業(yè)務(wù)部的所有MCU產(chǎn)品創(chuàng)新。