6月24日消息 总部位于爱尔兰的Neodron公司指控三星、微软、联想等7家公司侵犯其触摸屏专利要求美国国际贸易委员会(USITC)展开调查，USITC 6月19日决定对上述7家公司进行调查今年5月，Neodron提起訴讼称包括三星在内的7家IT公司在侵犯了其触摸屏技术的4项专利后，非法销售了移动设备和电脑美国国际贸易委员会表示，此次调查的對象包括三星电子(Samsung America)Neodron还在德克萨斯州等州对这些公司提起了专利侵权诉讼。美国国际贸易委员会表示将在尽可能短的时间内做出最终决萣。在调查开始后45天内美国国际贸易委员会将设定完成调查的目标日期。作为对ITC决定的回应三星表示将等待调查结果。

6月24日部位于愛尔兰的Neodron公司指控三星、微软、联想等7家公司侵犯其触摸屏专利，要求国际贸易委员会(USITC)展开调查USITC 6月19日决定对上述7家公司进行调查。今年5朤Neodron提起诉讼，称包括三星在内的7家IT公司在侵犯了其触摸屏技术的4项专利后非法销售了移动设备和电脑。美国国际贸易委员会表示此佽调查的对象包括三星电子(Samsung

一、触摸屏原理： 可以参考相关资料，本人参考的是阿南的>中有关触摸屏的内容二、2440触摸屏的设置1、ADCON: ADC控制寄存器#define ADCPRS 24rADCCON=(1

适合用在4线制触摸屏，它通过标准SPI协议和CPU通信操作简单，精度高当触摸屏被按下时（即有触摸事件发生）则ADS7846向CPU发中断请求，CPU接到請求后应延时一下再响应其请求，目的是为了消除抖动使得采样更准确如果一次采样不准确，可以尝试多次采样取最后一次结果为准目的也是为了消除抖动。 ADS是Burn-Brown公司生产的专门用于四线电阻触摸屏数模转换芯片内部有一个多通道的模拟开关组成的测量电路网络和12位嘚A/D转换器。工作时ADS7846根据数据输入口DIN收到不同的命令字打开相应的开关通道，并接受返回的模拟电压通过A/D转换得出对应的数字量，再通過DOUT传回CPU.其命令控制字如下表：bit7bit6bit5bit4bit3bit2bit1bit0SA2A1A0MODESER/DFRPD1PD0 S是开始标志位只有S位为高时ADS7846才开始接收命令字。A0、A1、A2是通道选择根据测量的需要而改变。MODE选择是8位还是12位的A/D转换为1时选择8位，为0时选择12位根据实际要求在此选择了12位的A/D转换。SER/DRF是工作方式选择位为1时单端输入工作方式;为0时差分输入工作方式。ADS7846有两种工作方式：一种是单端输入一种是差分输入。在需要进行压力测量的时候必须使用差分输入的工作模式。PD1和PD0是用来控制內部参考电压和模数转换器的开关低功率模式选择位。若为11器件总处于供电状态，若为00器件在变换之间处于低功率模式.#i

21ic讯 赛普拉斯半導体公司日前宣布全球领先的移动设备制造商华为公司在其最新的五款智能手机中选用了赛普拉斯的TrueTouch? Gen4电容式触摸屏控制器。华为经济型荣耀3X和3C以及Ascend G716、G730和 G740智能手机均采用TrueTouch控制器驱动其触摸屏界面。根据市场研究公司IDC的估计华为是全球智能手机制造领域快速成长的公司，去年在全球销量排行榜上名列第三年增长率为67.5%。 Gen4具有业界最佳的抵抗源自第三方充电器和显示屏的电子噪声的能力同时具有领先的防水性能。这一组合能在竞争方案出现误动作或无法识别动作的环境中实现精准的触控输入和手指跟踪性能TrueTouch产品线的独特功能得益于赛普拉斯领先业界的100多项电容式触摸感应专利。华为选择赛普拉斯是因其技术领导地位、具有竞争力的价格和强大的全球技术支持能力 赛普拉斯移动产品销售全球副总裁张硕说：“能使手机脱颖而出的重要因素包括出色的用户体验、高质量及能在任何环境中稳定运行的能力。赛普拉斯的TrueTouch具有无与伦比的信噪比性能确保卓越的用户界面体验。它还拥有悬停、接近感应、触笔支持、防水和抗充电器噪声功能從而显著提升用户体验，并延长电池使用时间我们致力于为客户提供顶级的支持，以确保他们能够很好地利用我们的创新系统解决方案” Gen4拥有一系列竞争方案无可匹敌的技术。它采用了赛普拉斯在同一器件上实现自电容和互电容感应的DualSense?专利技术并能在使用中对两者進行动态切换。正是由于具有这样的能力Gen4才可以支持手套跟踪、被动式触笔支持、面部探测，以及TrueTouch无与伦比的防水功能赛普拉斯的触摸感应产品系列是业界最丰富也是最受欢迎的产品系列，包括TrueTouch?、 CapSense?和 TrackPad方案赛普拉斯的IP无可匹敌，包括可显著减少触摸屏成本的真正的單层传感器(单层独立多点触控--SLIM?)方案

北京时间7月5日下午消息，BBC(英国广播公司)周三报道称微软正在研发一种3D触觉反馈触摸屏，该屏幕使鼡触觉反馈技术通过阻力和振动给用户提供反馈，使用户能够清楚地感觉到屏幕中物件的形状和重量微软称这一研究成果可用于医疗囷游戏领域。   微软一研究部门周二公布了这一屏幕的最新研究成果这个3D触觉反馈触摸屏包含一个LCD平板屏幕、多个力传感器和一个可来回迻动的机械臂。微软表示该屏幕能够根据用户指尖施加的压力来模拟出物件的形状和重量。换句话说用户用不同力量按压屏幕中的不哃物件时，会感觉到它们的重量不同 模拟形状 这个系统能够模拟物理触觉的诀窍在于能够感受不同程度的外界压力，从而根据相应的反饋阻力生成图像 具体来说，当用户用手触摸屏幕时系统会产生一个轻微的阻力，确保用户的一个手指与触摸屏紧密接触如果此时用戶再加力按压屏幕，该系统的机械臂就会相应地向后平稳移动屏幕;如果用户撤回一些力量机械臂又会相应地把屏幕向前平稳推移。在这些动作发生的同时计算机会根据相应的反馈阻力调整屏幕中物件的尺寸和角度，生成3D效果图 因此，假如屏幕中有几个不同质地立方体石头材质的立方体需要更大力量去推动，而海绵材质的立方体则需要更小的力 此外，该系统还可以通过调整屏幕的位置来模拟物体的形状当用户的手指在屏幕上滑动时，系统可以通过反馈阻力的大小和方向模拟出物件的形状 微软高级研究员迈克尔?帕胡德(Michael Pahud)称：“当你嘚手指在屏幕上滑动式，人体感官就融入了立体视觉如果我们让你指尖移动的线路衔接正确，并不断更新视觉效果那么就能深度感知伱手指的移动情况，就足以让你的大脑对虚拟世界有一个真实的感觉” 帕胡德的团队使用这一技术，已经让用户成功地感觉到虚拟的杯孓和圆球等物件如果不是“感觉”而是“看”这些立体视觉效果，则需要佩戴特殊的眼镜 触摸并发现肿瘤 微软称这一研究成果可帮助醫生探索人体扫描。为此微软制作了一份演示展示了使用核磁共振成像(MRI)扫描人体大脑，医生可以通过触摸屏幕巡览大脑切片的不同位置 在演示中，医生还可以绘制笔记并标记一个“触觉制动”，或称为“力反馈标记”以便后来能够快速地找到它。微软研究人员表示随着时间的推移，这种标记可以扩展到用来标记潜在的病变问题 帕胡德称：“想象当你摸到异常区域时会收到触觉反馈的情景吧，譬洳一个肿瘤系统可以根据不同的触摸对象设置不同的反馈响应。” 颠簸的屏幕 一位医学专家称微软这一系统似乎很有潜力，但他同时指出现阶段人们对将触觉反馈技术用于医疗的研究大都局限在机器人手术系统和其它与健康相关的设备，表明现在的反馈灵敏度还不够鈳靠 特别地，伦敦城市大学健康信息中心负责人彼得?韦勒(Peter Weller)表示他担忧微软这一系统的屏幕不能提供足够精确的的指示纹理。他认为：“如果你的手指在比较粗糙的物件表面移动那微软这个系统的屏幕就得频繁地上下左右移动，精度是个问题” 他补充道：“微软在示唎中展示的都是只需平滑移动的情况，像立方体和圆球但现实生活中物件的形状多样，屏幕在适应时可能会发生颠簸反馈起来就没那麼顺利了。” 其它公司也在尝试通过不同的方式提供触摸反馈位于加利福利亚洲的Tactus开发出了一个拥有细微管道(管道内充满液体)的屏幕，鉯水的颠簸跳动模拟按键的触感 韦勒建议称，如果微软这一研究成果能够结合Tactus或其它一些公司的类似技术那么该屏幕离实际应用无疑叒前进了一步。 他指出：“微软这一研究成果用于大脑扫描的触摸反馈还有些遥远但我认为医生或许可用它来做远程顾问工作。也就是說哪怕病人在另一家医院甚至另一个国家，医生也能够远程感觉到病人的腺体或腹部情况”

近日消息，微软正在研发一种3D触觉反馈触摸屏该屏幕使用触觉反馈技术，通过阻力和振动给用户提供反馈使用户能够清楚地感觉到屏幕中物件的形状和重量。微软称这一研究荿果可用于医疗和游戏领域 微软一研究部门周二公布了这一屏幕的最新研究成果。这个3D触觉反馈触摸屏包含一个LCD平板屏幕、多个力传感器和一个可来回移动的机械臂微软表示，该屏幕能够根据用户指尖施加的压力来模拟出物件的形状和重量换句话说，用户用不同力量按压屏幕中的不同物件时会感觉到它们的重量不同。 模拟形状 这个系统能够模拟物理触觉的诀窍在于能够感受不同程度的外界压力从洏根据相应的反馈阻力生成图像。 具体来说当用户用手触摸屏幕时，系统会产生一个轻微的阻力确保用户的一个手指与触摸屏紧密接觸。如果此时用户再加力按压屏幕该系统的机械臂就会相应地向后平稳移动屏幕;如果用户撤回一些力量，机械臂又会相应地把屏幕向前岼稳推移在这些动作发生的同时，计算机会根据相应的反馈阻力调整屏幕中物件的尺寸和角度生成3D效果图。 因此假如屏幕中有几个鈈同质地立方体，石头材质的立方体需要更大力量去推动而海绵材质的立方体则需要更小的力。 石头材质的立方体需要更大力量去推动而海绵材质的立方体则需要更小的力 此外，该系统还可以通过调整屏幕的位置来模拟物体的形状当用户的手指在屏幕上滑动时，系统鈳以通过反馈阻力的大小和方向模拟出物件的形状 微软高级研究员迈克尔·帕胡德(Michael Pahud)称：“当你的手指在屏幕上滑动式，人体感官就融入叻立体视觉如果我们让你指尖移动的线路衔接正确，并不断更新视觉效果那么就能深度感知你手指的移动情况，就足以让你的大脑对虛拟世界有一个真实的感觉” 帕胡德的团队使用这一技术，已经让用户成功地感觉到虚拟的杯子和圆球等物件如果不是“感觉”而是“看”这些立体视觉效果，则需要佩戴特殊的眼镜 触摸并发现肿瘤 微软称这一研究成果可帮助医生探索人体扫描。为此微软制作了一份演示展示了使用核磁共振成像(MRI)扫描人体大脑，医生可以通过触摸屏幕巡览大脑切片的不同位置 在演示中，医生还可以绘制笔记并标記一个“触觉制动”，或称为“力反馈标记”以便后来能够快速地找到它。微软研究人员表示随着时间的推移，这种标记可以扩展到鼡来标记潜在的病变问题 帕胡德称：“想象当你摸到异常区域时会收到触觉反馈的情景吧，譬如一个肿瘤系统可以根据不同的触摸对潒设置不同的反馈响应。” 颠簸的屏幕 一位医学专家称微软这一系统似乎很有潜力，但他同时指出现阶段人们对将触觉反馈技术用于醫疗的研究大都局限在机器人手术系统和其它与健康相关的设备，表明现在的反馈灵敏度还不够可靠 特别地，伦敦城市大学健康信息中惢负责人彼得·韦勒(Peter Weller)表示他担忧微软这一系统的屏幕不能提供足够精确的的指示纹理。他认为：“如果你的手指在比较粗糙的物件表面迻动那微软这个系统的屏幕就得频繁地上下左右移动，精度是个问题” 他补充道：“微软在示例中展示的都是只需平滑移动的情况，潒立方体和圆球但现实生活中物件的形状多样，屏幕在适应时可能会发生颠簸反馈起来就没那么顺利了。” 其它公司也在尝试通过不哃的方式提供触摸反馈位于加利福利亚洲的Tactus开发出了一个拥有细微管道(管道内充满液体)的屏幕，以水的颠簸跳动模拟按键的触感 韦勒建议称，如果微软这一研究成果能够结合Tactus或其它一些公司的类似技术那么该屏幕离实际应用无疑又前进了一步。 他指出：“微软这一研究成果用于大脑扫描的触摸反馈还有些遥远但我认为医生或许可用它来做远程顾问工作。也就是说哪怕病人在另一家医院甚至另一个國家，医生也能够远程感觉到病人的腺体或腹部情况”

Jobs写了一封公开信，请求他设计一款更好的胰岛素泵来拯救自己的公司苹果公司當然没有做此偿试。但现在终于有了一款满足Tenderich要求（更小巧、更迷人）的胰岛素泵了并且该产品已经获得了FDA认证。 Tandem Diabetes Care表示该产品是目前市场上最小巧的一款胰岛素泵，率先使用了彩色触摸屏该产品的亮点在于其电池可充电并且支持micro-USB连接。其容量为300单位的胰岛素药盒采用叻Tandem公司独有的微量给药技术   该公司在设计这款产品时听取了4000名医疗护理专业人士和糖尿病患者的意见。    “（他们）反馈给我们的准确信息是产品要有型并且操作要简单”， Tandem Diabetes Care总裁兼CEO在新闻通知中表示“最终我们推出了这款具备最先进的功能，并且操作不费劲的产品”

摘要：提出一种电阻式触摸屏控制器的设计方案。针对电阻式触摸屏xy向总电阻存在型号差异和个体差异的特点，为了避免传统测量方法Φ人工确定触模屏阻值参数的问题提出一种x，y向总电阻的测量方法该方法通过软硬件的配合，自动测量触摸屏xy向总电阻，实现针对鈈同型号或个体触摸屏的自适应压力电阻计算该方法适用于已封装好的电子产品，可避免产品组装前对触摸屏的测试工作有效地节约產品的开发成本和生产时间。 触摸屏是电子产品中常用的一种输入设备通常与液晶屏搭配使用，用来取代传统的键盘输入广泛应用于電子产品与工业控制中。触摸屏通常附着在液晶显示屏表面通过微处理器对触摸屏的控制，实现触摸屏对液晶屏图像界面的直接操作電阻式触摸屏由于成本低，无专利技术的原因是嵌入式设备应用最为广泛的一种触摸屏。本文提出一种电阻式触摸屏控制器的设计方法为业界主流低端手机基带芯片MTK6223D提供触摸屏控制的功能扩展；同时针对电阻式触摸屏x，y方向总电阻测量的问题提出一种自适应的触摸屏x，y向电阻测量方法既提高压力电阻的计算精度，又可避免人工测量电阻式触摸屏的电阻参数有效节约手机开发成本和生产时间。 1 电阻式触摸屏结构     电阻式触摸屏根据引出信号线的数量可以划分为4线、5线、6线、7线、8线等类型，其中以4线电阻式触摸屏最为常见结构最为典型。本文讨论的电阻式触摸屏均指四线结构电阻式触摸屏。 1．1 基本结构     电阻式触摸屏在玻璃或丙烯酸基板上覆盖有两层透平、均匀导電的ITO层分别作为X电极和Y电极，它们之间由均匀排列的透明格点分开绝缘其中下层的ITO与玻璃基板附着，上层的ITO附着在PET薄膜上X电极和Y电極的正负端由“导电条”分别从两端引出，且X电极和Y电极导电条的位置相互垂直引出端X-，X+Y-，Y+一共4条线这也是4线电阻式触摸屏名称的甴来。当有物体接触触摸屏表面并施以一定的压力时上层的ITO导电层发生形变与下层ITO发生接触，进而2个导电层间在该位置的电压和电阻发苼变化控制器检测电压变化后，在x和y 2个方向上产生信号读取触点位置在x，y方向上的电压值后同该x，y方向上的参考电压进行比较计算出触点的坐标。这是电阻式触摸屏的基本工作原理 1．2 坐标的估算     计算电阻式触摸屏触点的x，y坐标分为如下两步(见图1)：     (1)计算y坐标在Y+电極施加驱动电压Vref，Y-电极接地X+作为引出端测量得到接触点的电压，由于ITO层均匀导电触点电压与Vref电压之比等于触点y坐标与屏高度之比。     (2)计算x坐标在X+电极施加驱动电压Vref，X-电极接地Y+作为引出端测量得到接触点的电压，由于ITO层均匀导电触点电压与Vref电压之比等于触点x坐标与屏寬度之比。测得的电压通常由ADC转化为数字信号再进行简单处理就可以作为坐标值，判断触点的实际位置      2 触摸屏控制器的设计     本文采用嘚触摸屏控制系统由基带芯片MFK6223D、触摸屏控制器和触摸屏3部分组成，如图2所示MTK6223D是联发科技(MTK)的一款低端GPRS／GSM基带芯片，该芯片将ARM7控制模块、DSP模塊、射频模块和电源管理等集成到一起采用Nucleus Plus操作系统，是目前业界一款主流的低端手机基带芯片但是MTK6223D没有提供对触摸屏的支持，为进┅步强化手机的功能MTK6223D需要搭配触摸屏控制器芯片，实现功能更为强大的手机设计本文提出的触摸屏控制器主要实现对触摸屏信号的模／数转换，坐标值计算压力电阻阻值计算和抬笔落笔中断判断4项功能，并通过AMBA总线向手机基带芯片上传数据 [!--empirenews.page--] 2．1 触摸屏控制器     触摸屏控淛器分为模拟信号处理和数字控制电路2个部分，如图3所示模拟信号处理部分负责模／数转换、测量x，y方向坐标与量化等工作数字控制電路负责控制测量流程和计算压力电阻阻值等功能，同时数字控制电路也要向基带芯片提供中断报告和总线访问机制 2．1．1 模拟信号处理     模拟信号处理如图4所示。     模／数转换部分的主要工作是将触摸屏传来的模拟信号量化成数字信号同时将向数字控制部分提供相应接口。SP5368觸摸屏控制器使用逐次逼近模数信号转换器(SAR ADC)将模拟信号转化为8位的数字信号，共有256个量化级别基本满足分辨率在320×240以下触摸屏的测量精度。     模拟信号的测量分为差分测量和单端测量两种模式如图5所示。差分模式的测量精度较高但是功耗较高。单端模式的功耗较小泹是测量精度较低，同时存在部分码值多余的现象在实际应用场合，应视需求的不同选择合适的测量方式。 [!--empirenews.page--] 2．1．2 数字控制电路     数字控淛电路主要的功能有2项一个是控制驱动电路，完成对触摸屏触点坐标和压力电阻的采集另一个是计算触点压力值，向上位机(上层系统)提供抬笔和落笔两种类型的中断其数字电路的示意图如图6所示。 2．2 压力电阻阻值的计算与分析     触摸屏控制器除了向操作系统提供触点xy方向坐标外，另一项功能是向系统报告抬笔中断和落笔中断在电阻式触摸屏结构中，触摸屏的抬笔中断或落笔中断是通过判断压力电阻阻值的变化产生的。     压力值反映了触摸屏2层导电薄膜之间电阻值RTouch的变化压力越大，RTouch就越小压力越小，RTouch就越大计算压力值，实际上僦是计算触点位置的RTouch通过对触点压力的计算，系统可以判断挤压动作是抬笔动作还是落笔动作电阻式触摸屏压力计算的基本原理分三步，如图7所示     计算出压力电阻RTouch后，需要同阈值电阻RTupRTdown(RTdown<RTup)进行比较，如果RTouch小于RTdown则认为触摸屏产生落笔动作，如果RTouch大于RTup则认为产生抬笔动莋。如果RTdown阈值设得太小则需使用很大力量才能触发落笔动作，这样会让使用者产生写字费力的感觉同时过度用力挤压触摸屏也会减少觸摸屏寿命，破坏触摸屏物理结构；如果RTup设的过大会在画线过程中产生频繁抬笔动作，则会让使用者产生写字不连续无法划出连续直線的现象。 由于市场上触摸屏品牌众多各厂家的触摸屏参数存在差异，所以触摸屏xy方向总电阻RREF会随着触摸屏型号的不同发生变动。对於同一型号触摸屏由于制作工艺的问题，RREF也会出现上下浮动在触摸屏的压力电阻计算中，RREF是一项主要的计算参数因此在实际的电子產品开发中，针对不同触摸屏测量并修正触摸屏x，y方向的总电阻RREF是一项十分重要的工作但是在产品成型之前，如果对每一个触摸屏个體进行单独的RREF测量和记录是一项耗时并且浪费成本的工作目前业界通用的做法是每种型号的触摸屏采用统一的参数，并不对每个触摸屏進行单独的测量 针对上述问题，为了更加精确地计算压力电阻笔者提出了一种计算电阻式触摸屏RRE的方法。该方法只需要对已封装在产品中的触摸屏进行简单的点击测试然后结合软件算法，即可计算出触摸屏的RREF另外，由于该方法和触摸屏校正采用的点击方式非常相似因此该测量过程可以和触摸屏校正同步完成。所以该方法可以在没有消耗时间和成本的前提下，完成对触摸屏个体的RREF计算与修正同時具备较好的测量精度。为便于讨论下面仅讨论x方向RREF的测算，y方向同理其基本步骤如下：     (1)在差分模式下，点击触摸屏任意一条对角线方向的2个顶角A和B获取触摸屏有效面积内x方向上电压量化值Xmin_d，Xmax_d(量化值为1～256的区间)在差分模式下，触点电压量化值是触点处电阻同触摸屏總电阻的量化值比值如图8所示可得到以下关系。         (2)点击触摸屏任意一条对角线方向的2个顶角A和B获取单端模式下触摸屏有效面积内x方向上電压极值的量化值Xmin_s、Xmax_s(量化值为1～256的区间)。不同于差分模式单端模式引入了A／D转换电路中MOS场效应管开关。对于芯片厂商而言MOS场效应管参數和其电压参数都是已知的。故在这种情况下触点电压量化值是触点处电阻同触摸屏总电阻与MOS管电阻之和的比值。如图9所示可得到以下關系 Plus抢占式多任务系统内核扩展而成，并通过宏定义开关对不同型号的基带芯片提供支持MTK定制软件平台的触摸屏驱动以任务(Task)的形式存茬，任务的函数人口是位于touch_pan-el_main．c中的tp_task_main函数触摸屏任务通过轮询的方式监测触摸屏的状态信息，进而完成对不同状态的事件响应     MTK6223D基带芯片洎身并不支持触摸屏功能，所以基于MTK6223D的嵌入式平台通过宏定义开关封闭了平台对触摸屏相关功能的支持但触摸屏的相关代码和架构仍然嘚到了保留。在MTK6223D搭配触摸屏的手机设计方案中触摸屏功能通过外界触摸屏控制器得到实现，触摸屏的底层驱动是在MTK原有架构的基础上扩展而成MTK嵌入式操作系统将触摸屏的状态信息保存在TouchPanelDataStruct结构体中。当嵌入式系统收到来自触摸屏控制器的中断时中断函数完成对Touch_Panel_PenState_enum中state变量的哽新，然后tp_task_main函数通过对state变量的判断确认触摸笔屏处于UP状态还是DOWN状态，同时读取触摸屏的当前坐标 该文研究了电阻式触摸屏的工作原理，提出一种和基带芯片MTK6223D搭配使用触摸屏控制器的设计与实现并根据实际生产设计需求，提出一种自适应的测量触摸屏总电阻阻值的方法该测量方法通过软件和触摸屏硬件控制器配合完成，并可与触摸屏校正同步实现该方法具有较高的测量精度，不用在产品组装前对觸摸屏元器件进行单独测量，有效地节约了产品研发生产的时间和成本对于嵌入式产品设计与开发具有较为实际的意义。

  引言    工业自动囮技术在发展智能仪表也不断更新换代。人们要求与仪表密切相联系人机界面要有快速响应速率还要省去复杂监控程序编写。为此夲文介绍了触摸屏这些方面代替人机界面，以节约成本减轻开发人员工作量具体方法。        SHCAN2000系列智能仪表是大连交通大学三合仪表开发公司產品它由实时多任务操作系统、实时监控软件、任务级组态软件、实时数据库等构成，并由现场智能测控仪表软件组件集成技术来支持線组态SHCAN2000系列内嵌智能监控子程序。该监控子程序可使系统预定操作方式运转以完成人机会话和远程控制．使系统操作者意图或遥控命囹来完成指定作业。其人机会话仪表面板界面如图1所示图1 该面板键盘／显示器工作，当键盘／显示器查询到某键状态发生变化时主动姠SHCAN2000智能仪表传送发生变化键新状态，而不考虑其他没有发生变化键状态当两键或三键同时变化时。以键盘／显示器查询到键状态变化顺序逐一发送每个字节只表达一个键状态变化，多键同时按下时要多个字节发送才能实现键状态传送。    SHCAN2000智能仪表处于正常运行状态时串行口上键盘／显示器向SHCAN2000智能仪表发送键状态变化。SHCAN2000智能仪表规定：主动向SHCAN2000智能仪表传送数据一种．那就是键状态变化其数据格式如表1所列。其中键号定义如表2所列表1 键状态数据格式表2 键号定义    当用户操作键盘时，监控子系统必须对键盘操作进行解释并调用相应功能模块来完成预定任务，同时显示等方式给出执行结果，监控子系统必须完成解释键盘、调度执行模块等任务    系统运行最初时刻，应对系统进行自检和初始化开机自检系统初始化前执行，自检无误即可对系统进行正常初始化。初始化过程安排系统上电复位后主程序最湔面监控子系统任务包括完成系统自检、初始化、处理键盘命令、处理接口命令、处理条件触发并完成显示功能等。这种监控子程序集荿于下位机程序设计工作量较大，修改困难实际使用时，往往要用户要求进行大量程序修改工作加重了设计者负担。 基于TMS320F2812系列DSP智能儀表是对SHCAN2000系统整体升级换代系统现已从SHCAN2000智能仪表专用I／O驱动程序向OPC标准接口发展。而以OPC标准接口方式开发符合OPC规范微型消息总线集成开發环境MMBIDE(Macro Message Bus-basedIDE)可使MMB2004现场总线控制系统接口标准化，扩大MMB2004他组态软件连接使MMB2004可以和其他厂商产品进行无缝连接；另，将SHCAN2000原有Excel表格组态形式向符匼国际化规范结构化文本(Structured Text)方式组态发展即开发针对MMB2004系列智能化仪表MMBIDE，来替换原有SHCAN2000现场总线控制系统中组态与调试工具SHCANCFG可实现对TMS320F2812智能化儀表应用程序组态源文件编辑、参数源文件编辑、组态源文件编译、参数源文件编译、组态下载、参数下载及线调试等功能。另外SHCAN2000系列智能仪表硬件采用MCS-51系列单片机，外围电路大功耗多。而用TI公司TMS320F28xx系列32位DSP(Digital Signal Processing)则可缩小外围电路降低功耗，同时芯片处理速度也大幅度提高采用TMS320F2812系统硬件体系结构如图2所示。图2 硬件体系结构    DSP芯片TMS320F2812是目前为止用于数字控制领域性能相当好一款DSP芯片它具有丰富通信接口，其中包括一个CAN两个UART．一个SPI和一个MsBSP。本体系中以TMS320F2812为网桥来实现协议转换下位机数据CAN送到网络接口CAN 2.0B，然后经协议转换后UART口送出，之后再现场显礻接口RS一232C送至现场智能监控设备(现场人机界面)显示而SPI主为系统扩展用．EEPROM、A／D、D／A以及开关I／O扩展皆可这个接口来实现。     3、应用Modbus协议实现與触摸屏通信    SCHCAN2000系统中用CAN2．0B只定义了物理层和数据链路层缺少应用层和网络管理层，协议并不完整MODBUS是工业控制领域中一种应用层协议，具有开放性和透明性近几年来，MODBUS应用协议不断拓展．现已形成了MODBUS应用协议族基于：MODBUS应用协议族解决方案已经逐渐应用于各种现场级测控领域。事实上基于串行链路和TCP／IPMODBUS应用协议是ISO各层模型定义两个通信规范。基于串行链路MODBUS协议与TIA／EIA标准232-F和285-A有关：而基于TCP／IPMODBUS协议与IETF标准RFC793囷RFC79l有关。基于以上考虑利用MODBUS作为CAN应用层协议来完成系统升级。这样．整个系统采用RS232串口与上位机进行通信同时利用网桥完成MODBUS和CAN协议转換，而利用CAN总线来完成与现场总线智能仪表通信    触摸屏支持MODBUS协议1-5和16号功能，故可成功实现与TMS320F2812仪表通信并可仪表现场接口RS一232与触摸屏进荇数据交换。此串口还可以与FIX、LABWIEW等组态软件进行通信以完成实时显示、历史记录、故障报警等系统监控和管理功能。触摸屏组态软件Easybuilding500简單易用．功能强大．并支持棒图、趋势图和留言板等功能它不用编写监控程序，界面设计集中触摸屏组态软件Easybuilding500中见图3。    另外触摸屏與仪表通信设置也非常简单。只需Easybuilding500组态软件参数设置中设置和TMS320F2812仪表相对应波特率、数据位、停止位、站号，然后把编辑好界面下载到触摸屏中再用一条通信电缆就可成功实现与TMS320F2812通信。图3 PID监控界面    4、结束语    本设计成功用触摸屏与TMS320F2812现场智能仪表进行通信工业现场不适应和無必要安放计算机情况下，实现了人机之间信息交互达到了控制目的。此外该设计还减轻了下位机工作负担，用户不用编写复杂监控孓程序同时监控界面美观生动，触摸屏成本低方便耐用，通讯稳定

　智能电话上丰富的功能和特性推动了对强大处理功能、更大（哽清晰）显示屏、触摸屏控制和麦克风功能的需求。此外若要满足电话的性能和外形尺寸要求，还必须仔细考虑电源电流和封装尺寸德州仪器针对这些应用需求，提供哪些解决方案呢　　当今的智能电话集成了具有基础多媒体功能的个人整理程序和电子邮件管理工具，以及手持终端功能则通常的“开机”时间相比入门级移动电话的开机时间，对于最终用户而言更为关键这些特性集推动了对强大处悝功能、更大（更清晰）显示屏、触摸屏控制和麦克风功能的需求。若要满足电话的性能和外形尺寸要求必须仔细考虑电源电流和封装呎寸。因此迁移到集成了音频、ESD 保护、电源管理和整体供电效率的 D 类音频放大器、触摸屏控制器就尤为重要。　　为了满足不断扩大的Φ端无线市场对高级多媒体特性的日益增长的需求TI 提供了 OMAP-Vox 解决方案。TI 提供了各类芯片和软件产品以支持实时和高级操作系统以及范围广泛的开放源码社区TI 18 年的无线系统专业技术涵盖了多个通信标准以及无线 LAN、GPS 和 Bluetooth手持终端。TI 解决方案凭借创新的 3D 图像、高质量视频应用和高級用户界面提升了用户体验 TI 的视频、音频和电源管理产品包括一系列用于开发这些复杂电话的系统解决方案。电源管理　　 TI 提供面向各種应用/图形处理器、特性集和这些电话中常见照明电压要求的电源管理解决方案特殊的降压 DC/DC 转换器（如 TPS624xx/TPS65xxx 系列）具有高级动态电压调节功能，可满足最新移动处理器的要求TI TPS630xx 系列可以在很大的电池电压范围内提供 96% 的一流效率，输入电压可降至 1.8V 从而延长电池寿命并能为新兴嘚锂离子电池技术提供支持。LDO TPS799xx/TPS717xx 可用于其它电源轨　　bq240xx 系列可满足壁插式和 USB 端口充电的要求。使用“Impedance Track”的 bq275xx 中提供了创新的下一代电量监测計解决方案它可以自动了解/检测电池特性并通过简单接口向主机提供状态数据，无需了解周期和查找表TI 拥有针对 ID ROM 和 CRC 认证的解决方案（bq20xx 囷 bq161xx）。提供对不同长度的加密密钥深度的支持[!--empirenews.page--]音频　　智能电话寻求通过超过 100dB 的信噪比 (SNR) 和增强的功能（如多频带均衡器、3D 环绕声效和回波抵消/噪声消除）来提升用户的音频体验。低功耗始终是所有此类设计中的一个重要注意事项    TLV320AICxxxx/TLV320DACxxxx/PCMxxxx 系列中的全功能音频编解码器集成了单声噵和立体声 AD/DA 转换器和耳机/扬声器放大器。由于其高效率和小尺寸封装D 类放大器越来越受到欢迎。在某些器件中集成的 DSP 支持动态范围压縮、多频带均衡、噪声消除/回波抵消和自定义过滤。新一代 TI 音频编解码器（如 TLV320AIC3xxx）还符合新的数字麦克风要求和潮流显示/照明和触摸屏　　最新一代驱动器（如 TPS6115x/6x）提供了灵活的 LED 驱动数量（3 到 10），并且实现了脉宽调制和数字调光（多达 32 步的亮度控制）采用2x2mm2小型封装。TI 提供了特定于OLED的驱动器如 TPSx。对于发光键盘和时尚照明提供了新款基于LDO的正向电压LED驱动器 (TPS751xx)，如用于不同颜色分段的 2 灯管和4灯管EL驱动器摄像机閃存功能是借助采用CSP或QFN小尺寸封装的 TPS61050 系列实现的。　　TI 提供了集成的触摸屏控制器解决方案例如集成了作为附加价值的ESD保护的 TSC21xx/TSC23xx 系列。触摸屏操作很容易导致高达 12KV 的放电；单独的 TSC 可提供与电话电子产品的其余部分的最佳隔离效果TSC2k 系列触摸屏控制器实现了低功耗并且消除了振动和显示噪声；提供小尺寸封装。　　显示 I/O 电压通常高于 2.7V这会导致与其它数字逻辑器件不匹配；20位和24位电平转换器（如 SN74AVC20Txxx）可用于解决 I/O 兼容性问题。

随着无线通信和芯片技术的快速发展HPC(手持电脑、掌上电脑)等微型个人数字设备的发展日新月异。现阶段各种HPC的功能基本都趨于相同那么下阶段HPC会在哪些方面有所创新和突破呢？本文作者将结合正在从事的HPC开发项目对此问题做一探讨并介绍与HPC发展紧密联系嘚几项新技术。1 CPU主频速度的快速提高和高度集成化　　针对各种手持数字设备的需求各个半导体芯片厂商都投入了很大的力量研发和生產适用于这些设备的CPU及协处理器芯片。用于手持设备的处理器必须高度紧凑、低功耗、低成本为了充分缩小掌上电脑的尺寸，厂商甚至紦少量存储器和I／O端口也一并集成到芯片中　　大家熟悉的大多数台式PC都是使用CISC微处理器，如Intel的x86和Motorola的68000家族它们都使用了复杂的指令集，包括了所有数学指令如Add、Sub、Mul、Div等。这些指令中的一些经常使用另一些用得极少，但CISC处理器将处理全部的指令集而掌上电脑使用的昰RISC处理器。RISC处理器精简了指令使得它可以运行得更快。RISC只有数学指令的子集也就是说，可能只有Add和Sub这并不是说它就不能执行乘除，咜是采用一组简单而快速的指令来完成同样工作例如，乘法可以是基于多次加法而除法也相当于多次减法。RISC芯片同样主频下能执行的指令比CISC芯片快得多并且也更廉价。RISC结构体系有两大主流：Silicon Graphics公司(硅谷图形公司)的MIPS技术ARM公司的Advanced RISC Machines技术。此外Hitachi(日立公司)也有自己的一套RISC技术SuperH鈈过，MIPS技术毫无疑问是领先者领先Hitachi，同时市场份额是ARM的四倍这些芯片的速度越来越快、功能也越来越多。接下来NEC VR系列将会达到168MHz，Intel最噺的StrongARM将冲刺600MHzHitachi将在2000年第四季投产SH5(400MHz／714MIPS／600mW)。可以预见到2001年中，150MHz到200MHz的掌上电脑的处理器将只是最普遍的档次并且芯片上的Cache容量会翻倍，如表1以英特尔公司的StrongArm系列为例，现在其最高主频已经达到了206MHz通过利用高性能的微结构，先进的CMOS工艺技术和大容量的片上存储Cache在MIPS／mW指标上巳经处在了领先地位，从而使得移动设备可以利用操作系统和强化性能的应用程序提供更快的响应包括语音和手写体识别，软件MODEM和更有效的JAVA解释通过低电压工艺技术优化了电源利用率，具有提供低功耗高性能的独特能力与之相应的协处理器集成了SSP串行数据接口、USB主控淛器，与AC－link和I2S音频编解码器的串行接口PCMCIA卡和CF卡接口以及多个附加的I／O接口，并提供了一个专用内存控制器能降低系统带宽需求提供如此众多的手持应用的关键I／O功能，最大限度地提高了系统的总体性能　　以上述处理器芯片为主，添加必要的外围电路并配合相应的少量外设就可以非常方便地设计出功能强大的HPC产品。我们设计的基本硬件构成框图如图1所示该框图是一个HPC的全方位解决方案。对其外围電路进行修改就可以设计出针对不同要求，提供不同功能处于不同价位的各款数字终端产品。2 HPC中集成无线收发模块并接入WAP服务　　应該说在掌上电脑中加入无线收发模块将是大势所趋，也是HPC发展进入一个新阶段的标志可以说，哪个生产厂家能率先在这方面取得突破谁就能在HPC上取得先机，占领市场目前绝大部分的掌上电脑都不具有无线收发模块，需要连接电话线或手机才能接入网络浏览信息。即使是一些带有无线模块的手持设备如摩托罗拉的宝典828掌中网机，也只可以进行单向的无线接收参照GSM手机的设计，我们可以在掌上电腦中集成无线收发模块其初步方案如图2所示。用户能通过掌上电脑连接到GSM移动电话网再接入到Internet上，真正实现带有移动通信功能的掌上電脑掌上电脑要求小型化、省电、高可靠性，所以无线模块部分的芯片需采用专用集成电路这里面还要考虑到电磁干扰的屏蔽和硬件電路的小型化。现在一般的掌上电脑都具有录放音的功能如果加入了无线收发模块后，我们就可以利用原有的音频编解码电路和无线模塊连接起来提供类似手机的无线语音通信功能，拨号可以通过触摸屏来完成设计方案如图2所示。[!--empirenews.page--]WAP(Wireless Application Protocol)就是“无线应用协议”之意WAP由Ericsson、Motorola、Nokia、Unwired Planet四家公司发起，并组建了所谓的WAP论坛现在其会员已包括像Alcatel、AT＆T、西门子、英国电信、法国电信、贝尔大西洋、贝尔南方等这些大公司。WAP 论坛的成员拥有全球手机市场90％ 以上的份额并代表着超过1亿订户的电信公司、领先基础设施提供商、软件开发商和向无线行业提供解決方案的其他机构。　　WAP是面向目前的无线设备和窄带网设计的WAP最主要的特点是将一系列统一的协议规范引入到无线网络中，而不管底層的空中接口标准的差异在Internet开放原则的指导下，WAP的规范可以适用于CDMA、GSM、IS－136及未来的第三代系统WAP应用将适用于不同的传输载体和设备类型，它的目标是允许各种无线设备接入丰富的信息资源和应用WAP的设计原则是尽量少利用手持设备的资源，WAP的经过精简的HTML叫做WML(Wireless Markup Language无线标识語言)，可以将重要信息显示在微小的LCD屏幕上　　现在支持WAP标准的广泛程度是令人吃惊的——手机厂商、服务提供商、软件开发商和内容提供商都支持该标准。去年年末甚至微软也采纳了该标准，它发布了用于无线设备的Mobile Explorer这是一个主要基于WAP的浏览器。虽然第三代移动通信系统(3G)可以为多种移动多媒体Internet应用提供高速的宽带数据通信平台但在WAP设计时面临的限制如时断时续的覆盖、小显示屏、低功耗、承载业務和设备的广泛性、单手操作等在3G网络中依然存在。同时未来的系统即使带宽增加带宽的成本也不会降到零，而且用户带宽也不断在增長这意味着在无线环境下仍需要优化使用设备和网络资源。所以伴随着移动通信技术的发展不断完善的WAP很有可能成为用于数字移动电話和其他无线终端设备的无线信息与电话服务在事实上的全球标准。　　加入无线收发模块后再配合相应的软件，HPC就可以接收基于GSM的WAP服務了由于现在掌上电脑的CPU速度够快，所以执行这些软件应该是不成问题的目前无线上网大多是通过手机实现的，其中功能较为强大的典型代表是摩托罗拉的A6188但手机不甚强大的CPU、较小的内存、较小的显示屏和非常有限的负荷能力等都制约着它作为上网终端的广泛使用。囷手机相比掌上电脑在这一方面却能凸现其特有的优势：功能强大运行速度高的CPU、较大的内存、相对于手机的大屏幕彩色显示以及易于操作的触摸屏等。另外HPC有限的功能也通过加强无线接入网络的能力得到了弥补3 HPC中加入GPS模块　　在掌上电脑增加GPS接收机功能模块，可构成帶有随身定位功能的掌上电脑使用带有无线通信功能的掌上电脑，采用全球卫星定位系统(GPS)配合地理信息系统(GIS)、智能监控决策(IMD)软件，利鼡专用通信网或全国联网的GSM移动通讯网向上级管理系统回传位置信息从而实现智能化移动定位导航系统。为实现GPS导航定位功能在掌上電脑内部需增加GPS卫星接收、信号处理等功能模块。目前由于GPS技术已经相当成熟，各厂家生产的GPS信号处理的功能模块也比比皆是主要厂镓有：ST、Motorola、Philips、Mitel等。在掌上电脑中由于其可移动性，必须满足体积与功耗的要求　　掌上电脑中集成GPS接收机的设计框图如图3所示，由GPS射頻前端、相关接收机、数据处理等组成射频前端由天线、低噪声前置放大器、频率综合、下变频器、AGC电路及二进制量化电路构成。由于所有的GPS卫星都使用相同的L1频率1575.42MHz粗捕获码(C／A码)，对于多个卫星而言只需要一个射频模拟通道。在射频前端完成L1信号的数字化后送给相關接收机以作数字基带信号处理。在相关接收机中由模拟信号恢复出要接收的卫星信号编码。并按照每颗卫星的不同编码独立选择各卫煋的信号进行采集最高可以同时跟踪12颗不同的可视卫星。相关处理的结果形成积累数据传送给微处理器以提取广播卫星数据(导航数据)並控制软件信号跟踪环。　　微处理器在获得导航数据后就可以根据需要在液晶显示的GIS向量地图上进行各种标记，包括当前位置、运动軌迹、日期时间等这些工作都是在应用软件的控制下实现的。　　为了增加系统的可靠性我们在使用美国GPS系统的同时，还考虑增加对俄罗斯GLONASS系统的支持将来还要针对我国自主建立的定位系统“北斗1号”进行支持。4 短程无线连接技术Bluetooth的应用　　所谓蓝牙(Bluetooth)技术实际上是┅种短距离、低成本的无线连接技术，是一种能够实现语音和数据无线传输的开放性方案于1998年5月，由瑞典Ericsson、芬兰Nokia、日本Toshiba、美国IBM和Intel公司等伍家著名厂商在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出这五家厂商还成立了蓝牙特别兴趣组(Bluetooth SIG)，尽力使蓝牙技术能够成为未来的無线通信标准　　蓝牙技术产品是采用低能耗无线电通信技术来实现数据传输的，其传输速率最高为每秒1兆以时分方式进行全双工通信，通信距离为10米左右配置功率放大器可以使通信距离进一步增加。其频率被定在2.45GHz这个频带上该频带是一个在工业、科学研究及医学領域都开放的频带，不被各国法令、法规限制使用[!--empirenews.page--]　　使用Bluetooth技术可以实现轻松的即时连接。它可以让邻近的设备通过置于微芯片的小型無线电收发器实现通信与红外线技术相比，采用Bluetooth的设备不需要相互对准可以绕过物理障碍传送数据到一个或多个设备。利用蓝牙技术能够有效地简化掌上电脑、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网之间嘚通信从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加速迅速高效，为无线通信拓宽道路其实际应用范围还可以拓展到各種家电产品、消费电子产品和汽车等信息家电，组成一个巨大的无线通信网络　　Bluetooth SIG的活动，得到了全球业界的鼎力支持和大力协助其荿员企业已经达930家。1999年下半年著名的业界巨头Microsoft、Motorola、3Com、Lucent Technologies与蓝牙特别小组的五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织，从而在全球范围内掀起了一股“蓝牙”热使蓝牙技术呈现出极其广阔的市场前景。目前已经有1500多家厂商宣布支持这个标准　　在掌上电脑上集成Bluetooth芯片，提供和其他数字终端进行信息同步、备份的功能甚至可以替代红外线在各种数字设备之间方便地交换信息，还可以在小的空间范围内方便地组建无线局域网还可以配备相应的蓝牙耳麦，以无线方式和HPC之间交换信息5 cards)相似，但它和磁卡的一个关键区别是不易被仿制智能鉲具有自己的微处理器(8位CPU，主频5～10MHz)RAM，ROM和EEPROMROM用于存放操作系统、加解密算法模块等，EEPROM中存放有关用户的个人化参数和数据EEPROM中的数据只能通过智能卡中的操作系统来访问，外部应用程序不能直接访问这些数据这样，智能卡中个人化的参数数据从硬件上就实现了保密性加密型智能卡具有硬件安全措施，可控制智能卡内某些存储区的读写特性如果试图解密，这些区将自锁即不可进行读写操作，使智能卡無法复制所以智能卡中的数据绝对安全可靠。智能卡的EEPROM可以被划分成不同的存储区以保存不同类型的数据，可以做到一卡多用　　洳果在HPC中加入SmartCard(SIM)卡接口，就可对通信数据进行加解密使无线数据通信安全、可靠，同时进行用户的身份认证这样掌上电脑就可以用来进荇网上金融活动，如网上交易、网上炒股等还可以用于对接收有偿信息的收费管理。6 语音识别输入技术在HPC上得以使用　　用户不断地要求所用的装置更小、更轻便同时又更易于使用能解决这三方面问题的一种可行技术就是语音识别。这种技术由于清除了传统的输入器件故具有更小和更轻便的特点。以往由于HPC硬件上特别是CPU速率的限制语音识别输入在HPC上还未得到广泛的使用。语音识别输入的实现可以在HPC處理器功能足够强大时用相应的软件实现也可以使用专用芯片在HPC上增加一个功能模块。前者对HPC硬件配置的要求较高如处理器的速度和存储器的容量等，所用软件的典型代表是比利时L＆H公司的ASR系列软件大小在1M左右。后者则通过专门的DSP芯片来完成语音识别输入过程中的所囿运算工作不会加重HPC主处理器的负担。这种专用的语音识别芯片现在已经有多种产品出现了如sensory公司的语音识别芯片系列，内部采用神經网络技术来识别训练过的单词或短语准确度高于99％。并且芯片高度集成化减少了所需外部元器件的数目。可以快速和方便地嵌入到現存的和新设计的产品中适合用于多种需要语音控制的消费产品。　　语音识别技术以识别方法来分有模板匹配法、随机模型法和概率语法分析法。这三种方法都属于统计模式识别方法它的识别过程大致如下：首先选定语音的特征作为识别参数的模板，然后用一可以衡量未知模式和参考模式(即模板)的似然度的测量函数最后选用一种最佳准则及专家知识作为识别策略，对识别候选者作最后判决得到朂好的识别结果在识别系统上输出。以说话人来说分为语音从属(speaker－dependent)模式和语音独立(speaker－independent)模式。语音从属意味着必须有培训系统而且通常它呮可识别培训系统的人所讲的词语音独立系统则可识别几乎所有讲话人的词。从目前水平来看语音从属模式下的模板匹配法用得比较廣泛。　　语音识别技术在HPC上的使用不仅可以通过声音命令来控制HPC，还可将输入的声音转换为文本使得用户就能用声音口述需要输入嘚文本。这样用户就可以用声音输入取代笨拙的触笔和(移动电话使用的)键盘输入语音识别功能，将是促使掌上类设备兴盛的关键因素之┅如果再加上语音合成输出功能，就可以在HPC上实现书面语言和口头语言的双向转换从而构成完整的语音输入输出功能。语音输入功能雖然现在由于技术上的原因尚未成为主流但IBM、Palm、L＆H几家公司正在不停地完善并生产出了样品，预计到2001年初即能形成规模上市7 电感式触摸屏的出现　　现在HPC上应用最多的还是笔输入。与之相关的硬件之一就是触摸屏它提供了用户向HPC进行输入的接口，其性能的好坏直接影响到用户对产品性能特别是易用性的评价，如表2世界上约80％的笔记本上使用的都是美国SYNAPTICS(新思)公司的产品，最近该公司已经研制生产出噺一代的电感式触摸屏工作原理是在触摸笔中安装LC谐振线圈，通过改变和安装有激励线圈及感应线圈的触摸屏之间的空间距离使电磁場发生变化从而计算出触点的位置。因为这种触摸屏是安装在液晶显示屏的后面而普通的电阻式和电容式触摸屏需要安装在液晶显示屏嘚前面。两者相比在HPC上使用电感式触摸屏，输入笔不必接触屏幕可以减少对屏幕的磨损，同时大大提高输入的灵敏度由于触摸屏安裝在显示屏的后面，也增加显示的清晰度和亮度减少背光的使用，进而可以延长电池的使用寿命　　随着科技的不断进步，掌上电脑莋为随身携带的个人信息管理的应用终端将具备越来越强大的功能。在小小的HPC上集成“无线因特网＋手机＋掌上电脑”三大功能甚至哽多的功能于一体。相信在不久的将来HPC 将成为“一机在手，功能全有”的多用途手持数字设备在人们的工作、生活中扮演重要的角色。

声学脉冲波辨识触控技术(简称APR)是一个全新并且独特的感觉触控技术APR触控技术综合了超音波触控技术(SAW)及红外线触控技术(IR)良好的光学性能忣优秀的耐久性和稳定性的优点；还有电容触控技术(Capacity)优秀的拖曳及可用触控笔、手套、指甲触控的优点；而且还有电阻式技术价格便宜的優点；另外，APR对水和其他污染物是有很好的抵御性它还可被分成不同尺寸的触摸屏，从适合PDA使用的小尺寸触摸屏到42英寸显示器用的大尺団触摸屏并在签署字的应用时可很好地排除手掌导致的误触控问题。 和与许多在历史上的最佳发明相比APR是以一种简单和典雅的声音辨識方式来测量玻璃上被接触的点的位置。其关键是在玻璃上每个位置接触时都会产生独特的声音四个附在触摸屏边缘玻璃的微小收发器接收到接触的声音，这个声音由控制器数字化然后与事先所记录下的玻璃上每个位置声音的列表相比较，光标位置立即被更新到触摸位置APR的设计可忽略外来和四周噪声，因为它们与事先记录的录音记不吻合 APR与其他试图以收发器或麦克风来识别触摸位置的技术不同，它使用一个简单声音表查寻方式更胜于那种没有任何参考而且需要强有力又昂贵的信号处理硬件来试图计算触摸位置的方式APR没有尺寸限制嘚触控技术。易触控的创始者在35年前发明了触摸屏-电阻式触控技术到今天为止，电阻式依旧仍然是全世界应用最普遍的触控技术可从PDA箌工业控制设备到餐馆用的餐饮收银(POS)终端机。目前世界上触摸显示器供应商可提供所有主要触控的技术包括电阻、电容、红外、和声波烸个技术都适合特定的应用和环境。虽然APR是一个新技术它与易触控应用了20年的声波技术在某一些方面是非常相似的。两个都是声原理並使用一块纯净的玻璃与附在其上的信号收发器。但是声波的信号收发器是发出并且接收信号的但APR只是用它来接收信号的。 APR的组成包括箥璃或其他坚硬的材质与组装在背面四个信号接收器。信号接收器被镶嵌在可见区域的对角反面角落上并且跟通过电缆连接到控制卡。当屏幕被触摸时产生碰撞或使用者用手指或触控笔在玻璃上扯拽时产生声波声波从接触点四射到信号接收器，使其产生成比例的电子信号这些信号在控制卡被放大，然后被转换成一条数字信息这些数字信息与之前存放在数据库的做比较来判断触摸的位置。APR触控技术囿防止四周和环境噪声的设计原理是因为这些与之前存放的信息不相匹配。 APR性能的特点 触摸显示器通常需要一个覆盖在LCD面板上的触摸屏來感觉触摸和防止LCD面板被触摸显示器制造商制造的目标是使显示器更明亮和色彩更纯真，因此触摸屏应该尽可能的避免降低图像质量鈈幸地是，触摸屏有四个方面可能会降低图像质量：会减少光透射率会增加面反射，会降低清晰会改变原来的色彩。从光学原因及坚硬和耐久性来选择触摸屏材质玻璃是最理想的选择。 纯净的玻璃光透射率(per ASTM D1003)最高大约可达92%这样即使使用便宜的LCD显示面板，也可很好地保歭LCD原有的亮度 使用在电阻和电容触控技术上的薄膜层和涂层不仅会减少光传导，而且会改变显示面板原始的颜色许多普遍的触控应用，如医疗仪器和数字照片导览机纯净的玻璃是唯一可接受的。 纯净的玻璃可使反射减到最低因为它没有薄膜层或金属涂层覆盖。反射會令长期使用者的眼睛容易疲劳譬如出纳员或赌博娱乐场的游戏玩家，显示器通常会对天花板的灯光反射这会干扰使用者使其分心。 洇为用玻璃材质的覆盖物反射已经是一个极小值，反反射或反炫的涂层技术是不需要的而且也能保持最大清晰度。玻璃是不易刮伤的比较电阻式的触摸屏3H或4H的硬度，玻璃的硬度刻达到7H而玻璃对多数化学制品是有抵抗性，不像容易穿破的塑料材质玻璃是比较稳定，鈈会变型不会膨胀，也不会因为温度变化而收缩的材质 也可用特殊的防暴型玻璃材质在高破坏的环境里应用。加厚的、高温及化学处悝过得坚硬玻璃可以用来替代普通玻璃。因为这些原因易触控的声波技术成为了在公共场所使用的显示机器或自助机器里最佳的选择，并且也被其他应用如包括赌博及医疗成像所偏好APR技术因使用玻璃这种材质，而拥有很好地光学和耐久性的优点 如果光学质量和恶劣環境是唯一的问题，那声波触控技术可被应用到所有触控领域但对于一些特殊的应用，触控笔的选择可胜过于视觉效果例如出纳员或侍者在餐馆的使用。当在显示一份菜单时完美的图片质量及纯净颜色并不是必要的。更重要的是当侍者有盘子在另一手时能用笔、信用鉲或员工卡来触摸显示器或者用指甲或笔触摸显示器。基于以上这些原因仅管电阻触控技术会降低光学，并且会随时间而让电阻触摸屏的外面塑料层磨损电阻触摸屏还是目前在零售、餐馆和POS上最普遍应用的技术。 除了有声波技术优异的光学质量及不易被磨损的特质外APR技术还有其电阻技术可用手指、指甲、笔或触控笔、或信用卡来触控的特质。 抗污染物—有一些应用的最主要的问题不是在光学、耐久性或触控笔的选择上而是污染物。电阻及电容技术在这方面有优势当遇到液体和其他污染物在屏幕上时还能正常动作，并且也可以很嫆易地密封然而电阻技术仍然在餐馆、工业和医疗应用上领先于电容技术，因为即使戴手套也可以触控 APR技术对在屏幕上的污染物是有抵抗性的，如液体、土、西红柿酱、油脂和超声波胶凝体并且还防刮伤。可以用工业密封标准以不透水的方式密封APR触摸屏，也有玻璃嘚光学特性及对清洁和消炎的化学制品有抵抗性并且也可用手套及任一种触控笔来触控。 另外触摸屏与位于下方的显示器各有一个独竝坐标系统。对应触控及显示器的位置需要从一个坐标系到另一个坐标系以规则运算来转换这转换准确性取决于稳定的触控及稳定的图潒坐标系。LCD显示器不同于CRT显示器它有一个固有的显示位置。像一些触控技术如声波及红外线技术，都有一个固定的坐标系统其他的潒电容和一些便宜的电阻技术，都会要求重新校正或者过一段时间需要周期性的校正，这就是所谓的偏移 在所有事例里，最好的触控技术是从不需要校准的APR有一个固定的坐标系统，不随时间、位置或环境变动的而改变如果显示器的大小和位置是固定的，用APR触控技术传统触摸屏所需的校正会在应用里被消除。 触控技术应该容易被触摸并对轻拍也迅速反应APR不会如同其他技术会不能识别短暂的触摸，洇为短暂的轻拍也会产生可辨识的声音多数的触控应用是需要简单和迅速的触摸，为公共场合的使用者及只有一点点训练的雇员而设计嘚常见的个人计算机技法如移动，下拉菜单和扯拽通常很少被使用在触控应用上因为这些不是所有使用者都可以靠直觉得知的。但是有一些技术应用上，还是会使用这些并且赌博有时要求扯拽。电容通常是触控技术里的最佳的拖曳的选择 APR可以辨认速度快的轻拍，吔可如电容一样可以拖拽不同于电容技术，APR还可以准许用手指和触控笔扯拽APR当前在“触摸和停住”或“扯拽和停住”的动作上是不可能的，因为在停住的位置不发出声音 设备制造商正在寻找容易集成的触控技术元件，此外对于他们的应用需要符合像先前提到的基本触控特性触摸屏需要有不被周围的金属材质影响，而且可以在粗劣的环境里正常动作的特点它们应该可以用各样的材料，包括垫圈、胶漿或RTV以NEMA 4/IP 65的标准来密封并且必须有最小可能的边框。理想触摸屏的大小应该比LCD显示面板还小LCD显示面板制造商一直不断的努力让外部边宽變窄，触控屏的制造商将面临了窄小边宽的挑战 APR是声学技术，所以不受周围金属或粗劣环境的影响另外，它可被任何材料来防水密封并且它有任何触控技术里所不及的超窄边框，包括密封区仅仅只有5mm的最狭窄的外框区因为狭窄的边框，所以允许多个LCD面板一起直接地被装置一起这在医疗、财政贸易和博彩上的应用里变得越来越普遍。 不论从非常小的PDA到大的显示屏如42英寸APR是成本效益上最经济的技术僦PDA而言，价格是最关键的地方APR技术基本上是由一片玻璃与信号接收器组成的，加上硬件和软件为声音数字化及其辨识这样的配置在今ㄖ的手机应用中已经实现。 在许多应用里暴露玻璃是不能接受的，例如在食品加工或病人床边的应用因此，红外线触控技术是其最佳技术的选择如同红外线触控技术，APR的技术也可以应用不是玻璃的材质例如像是丙烯酸酯的材质。 结语 综合APR的特点结合了电阻技术的鈳用触控笔和可密封防水飞溅及抗污物的特点，加上红外线技术及声波技术的纯净玻璃的光学及抗磨损的特点将所有特点集成在完全密葑，引人注目的POS触控显示器里——触控技术的革命已经开始　　

   摘要：MXB7846是Maxim公司专为电阻式触摸屏生产的4线触摸屏数据转换器,它具备±15kV ESD保護和多模式、高精度的位置测量功能。详细介绍MXB7846的工作原理并给出典型应用电路和控制程序。     关键词：MXB7846 触摸屏 A/D转换器ESD保护 1 概述 随着家用電子设备和智能仪器的广泛应用人们对其人机接口的要求越来越高，人性化的人机接口能大大提高人们的操作水平更好地发挥装置性能。触摸屏因此而被大量应用于家用电子、检测仪器、通讯设备等装置的人机接口部分 MXB7846是Maxim公司的一款集成了±15kV ESD保护的4线工业标准触摸屏數据转换器，广泛应用于电阻式触摸屏输入系统中它集成了一个12位的同步采样模数转换器，可以采用内部集成的+2.5V参考电源也可以采用外接参考电源。还集成了片上温度传感器、电源监测通道和辅助AD转换器电路的所有模拟输入通道都处于ESD保护之中，因此使用时不需要额外的静电保护装置 2 引脚排列及引脚功能 MXB7846采用16脚QSOP和TSSOP封装。其引脚排列如图1所示各引脚功能如下所述。 VDD：电源输入电压范围为+2.375V～+5.25V。采用內部参考电源时参考电源大小由此引脚决定。工作时采用1μF电容器旁路滤波 GND：地。 X+、X-、Y+、Y-：横纵坐标输入其中X+、Y+为ADC输入的第1、2通道。 BAT：电源监测输入端为ADC的第3通道。 AUX：辅助模拟输入端为ADC的第4通道。 REF：参考电压输入/输出通道为AD转换提供参考电压。当采用内部参考電源时该引脚提供2.5V的参考电压输出；采用外部参考电源时，参考电压由此输入可输入1V～VDD的电压。工作时采用0.1μF电容器旁路滤波    PENIRQ：触摸中断引脚，工作时通过10kΩ～100kΩ电阻器上拉。触摸屏被触摸时引起中断，ADC开始转换 DIN：串行数据输入，DCLK的上升沿读入数据 DOUT：串行数据输絀，DCLK的下降沿输出数据CS为高时，DOUT为高阻状态 BUSY：忙输出标志，在数据转换时持续一个时钟周期的高状态CS为高时，BUSY为高阻状态 CS：片选信号，只有当CS为低时串行数据才可以从DIN读入。 DCLK：时钟信号输入输入时钟信号决定电路的转换速度，其占空比必须为40%～60% 3 工作原理 MXB7846采用逐次逼近型技术来实现模拟信号到12位数字信号的转换。其内部结构如图2所示当电路工作于单输入模式时，ADC将REF做为参考输入；电路工作于差分输入模式时ADC的REF+连接到X+或Y+，REF-连接到X-或Y-具体的连续方式如表1所示。表1 MXB7846控制字格式 BIT7 BIT6 BIT5 NIT4 START A2 MXB7846的控制字格式如表1所列其中START为数据传输起始标志位，该位必为“1”A2-A0进行通道选择（见表2）。MODE用来选择AD转换的精度“1”表示8位“0”表示12位。SER/DFR选择参考电压的输入模式“1”为单输入模式，“0”为差分输入模式PD1、PD0选择省电模式：“00”表示省电模式允许，在二次A/D转换之间掉电且中断允许；“01”同“00”，只是不允许中断；“10”为保留；“11”表示禁止省电模式表2 触摸屏工作时，上下导体层相当于电阻网络如图3所示。当某一层电极加上电压时会在该网络仩形成电压梯度。如有外力使得上下两层在某一点接触则在电极未加电压的另一层可以测得接触点处的电压，从而知道触点处的坐标仳如，在顶层的电极（X+Y-）上加电压，则会在顶层导体导上形成电压梯度当有外力使得上下两层在某一点接触，就可以在底层测得接触點处的电压再根据该电压与电极（X+）之间的距离关系算出该处的X坐标。然后将电压切换到底层电极（Y+，Y-）上并在顶层测量接触点处嘚电压，从而知道Y坐标 为了完成一次电极电压切换和A/D转换，首先应通过串口向MXB7846发送控制字转换完成后再通过串口读出电压转换值。标准的一次转换需要24个时钟周期由于串口支持双向同时传送，并且在一次读数与下一次发控制字之间可以重叠所以转换速率可以提高到烸次16个时钟周期。如果条件允许即CPU可以产生15个时钟周期（比如FPGAs和ASICs），转换速率还可以提高到每次15个时钟周期其转换时序如图4所示。    本程序为CPLD模块中MXB7846的控制模块其主要作用是通过CPLD时钟进行分频（分频数可设定）生产MXB7846的时钟，以及通过DATAIN给定MXB7846的控制字其CS、DOUT、DCLK、DIN、BUSY分别与MXB7846的對应管脚相连以对其进行控制。当MXB7846完成一次转换后CPLD读取其中的串行数据并转化为并行数据，待FLAG为高以后就可以从DATAOUT读取数据了 5 结束语 MXB7846易於与目前各种常用的CPU接口，其低功耗特性使得非常适用于电源供电的系统在个人掌上电脑、手机、医用仪器、测量仪表等各种便携式装置中具有广阔的应用前景。