電容式觸摸技術(shù)目前已經(jīng)趨于成熟,并且已經(jīng)應(yīng)用于量產(chǎn)的產(chǎn)品中,其中最著名的設(shè)計當(dāng)屬蘋果公司生產(chǎn)的iPhone的full touch。電容式觸摸技術(shù)較之電阻式觸摸技術(shù)生產(chǎn)成本更加低廉,使用壽命更長,反應(yīng)更加靈敏,并且發(fā)展初期的精度不足的問題現(xiàn)在已經(jīng)完全解決,有著越來越多的觸摸產(chǎn)品開始使用電容式感應(yīng)設(shè)計。
觸摸芯片
本設(shè)計所使用的芯片為ATMEL的AT42QT2160" title="AT42QT2160">AT42QT2160電容式觸摸按鍵芯片,主機(jī)平臺基于AT91SAM9260的Linux" title="Linux">Linux2.6嵌入式系統(tǒng)。該芯片觸摸接口豐富,通用性較強(qiáng)。芯片可外擴(kuò)16個獨(dú)立觸摸按鍵和一個具有8檔位的滑條,該芯片還具有3個通用I/O口,可由用戶自行配置其功能。
設(shè)計思路
觸摸芯片AT42QT2160通過I2C與主MCU通信,并配有一根中斷線用于通知Linux操作系統(tǒng)有觸摸鍵" title="觸摸鍵">觸摸鍵值發(fā)生。每當(dāng)有中斷發(fā)生時,鍵盤中斷服務(wù)程序通過I2C讀取AT42QT2160中存儲的當(dāng)前鍵值,并與上一次的鍵值作比較,把鍵值改變了的按鍵的狀態(tài)發(fā)送給系統(tǒng),通過鍵盤tty設(shè)備傳遞給系統(tǒng)。
硬件設(shè)計
AT42QT2160部分電路設(shè)計如圖1。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用的需要,本次設(shè)計只使用了12個觸摸按鍵,沒有用到滑條。由于AT42QT2160是基于電容式的觸摸芯片,對電容變化極其敏感,所以在布PCB(印制電路板)時一定要防止各感應(yīng)線之間相互串?dāng)_,應(yīng)該讓 X軸和Y軸之間的距離要盡可能得大。
觸摸鍵盤驅(qū)動設(shè)計
本驅(qū)動運(yùn)行在ARM Linux2.6.25下,驅(qū)動程序共分三部分。
1. I2C設(shè)備驅(qū)動:用于讀寫AT42QT2160。
2. 中斷服務(wù)程序:用于響應(yīng)AT42QT2160的中斷,并向系統(tǒng)發(fā)送鍵值。
3. 字符設(shè)備驅(qū)動:用于與應(yīng)用層交互(動態(tài)設(shè)置AT42QT2160)。
驅(qū)動程序所要做的就是當(dāng)收到AT42QT2160的中斷信號后,通過I2C總線讀到當(dāng)前的鍵值,然后將改變的鍵值發(fā)送給系統(tǒng),程序流程如圖2。
在整個觸摸鍵方案的設(shè)計中,PCB的設(shè)計尤為重要,這是觸摸鍵靈敏與否的關(guān)鍵。對于觸摸鍵的控制,寄存器的調(diào)校也十分重要的。AT42QT2160提供了幾個寄存器用于靈敏度、掃描頻率、觸發(fā)閥值等等的設(shè)置,這些寄存器是為了克服PCB的布線差異而提供給客戶去微調(diào)的,設(shè)置好了這些寄存器后,您的觸摸鍵將會達(dá)到一個最佳的狀態(tài)。