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当前位置：&>>&&>>&&>>&在中颖8位MCU的基础上实现触摸按键功能
&&& 在需要用户界面的应用方案中，传统的机电正在被式触摸感应控制所替代。
&&& Sino wealth已经开发了一套触摸感应软件，使得任意一款8位的中颖都可以作为一个电容式触摸按键控制器使用。通过对由一个和触摸电极电容组成的RC充放电时间的控制，该触摸感应软件可以检测到人手的触摸。由于电极电容的改变，导致的RC充放电时间的改变，能够被检测出来，然后经过滤波等，最终通过专用的I/O端口。
&&& 在BIOS设置中有关于是否更新微代码
&&& code Updation [Enabled] : Disabled/Enabled
&&& MCU（Micro
Unit）中文名称为微控制单元，又称单片微型计算机（ Chip Microcomputer）或者，是指随着大规模的出现及其发展，将计算机的CPU、RAM、ROM、定时计数器和多种I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。
&&& 1 RC感应原理
&&& RC采样原理就是通过测量触摸电极电容的微小变化，来感知人体对电容式触摸（按键、滚轮或者滑条）的触摸。
&&& 电极电容（C）通过一个固定的电阻（R）周期性地充放电。 电容值取决于以下几个参数：电极面积（A），绝缘体相对介电常数，空气相对湿度，以及两个电极之间的距离（d）。电容值可由下列公式得出：
　　图1:RC电压检测。
　　固定电压施加在 ， 的电压随着电容值的变化而相应增加或者降低， 如图2所示。
　　图2：测量充电时间。
&&& 通过计算VOUT的电压达到阀值VTH所需要的充电时间（TC），来得到电容值（C）。 在触摸感应应用中，电容值（C）由两部分组成：固定电容（电极电容，CX）和当人手接触或者靠近电极时，由人手带来的电容（感应电容，CT）。电极电容应该尽可能的小，以保证检测到人手触摸。利用该原理，就可以检测到手指是否触摸了电极。
　　图3：触摸感应。
&&& 2 硬件实现
&&& 图4由R1，R2以及电容电极（CX）和手指电容（CT）并联的电容（大约5pF） 形成一个RC网络，通过对该RC网络充放电时间的测量，可以检测到人手的触摸。 所有电极共享一个“负载I/O”引脚。电阻R1和R2尽量靠近MCU放置。电容R1（阻值在几百欧到几兆欧之间）是主要电容，用于调节触摸检测的灵敏度。
　　图4：电容触摸感应实现实例。
&&& 3 软件实现
&&& 充电时间测量原理
&&& 为了保证健壮的电容触摸感应的应用，充电时间的测量需要足够的精确。
&&& 采用一个简单的定时器（无需IC功能）和一系列简单的软件操作，即定时地检查感应I/O端口上的电压是否达到阀值。
&&& 基本测量
&&& 使用普通定时器进行充电时间的测量。对电容充电开始之前，定时器的计数器数值被记录下来。当采样I/O端口上的电压达到某个阀值（VTH）时，再次记录定时器计数器的值。二者之差就是 充电或者放电的时间。
　　图5：定时器计数器值。
　　过采样
　　过采样的目的是以CPU时钟的精度，对输入电压达到高电平和低电平（VIH和VIL）的时间测量。 为了跨越所有的取值范围，每次测量都比上一次测量延迟一个CPU时钟周期的时间。 为了跨越所有的取值范围，测量的次数是和MCU核相关的。图6说明了这个概念的应用情况。
　　图6：输入电压测量。
　　输入电压测量的原理
　　为了提高在电压和温度变动情况下的稳定性，对电极会进行连续两次的测量：第一次测量对电容的充电时间，直到输入电压升至VIH。第二次测量电容的放电时间，直到输入电压降至VIL。下图以及以下的表格详细说明了对感应电极（感应I/O）和负载I/O引脚上的操作流程。
　　图7：电容充放电时间测量。　
　　表2 电容充放电测量步骤
　　触摸的效果
　　电极的电容值（CX）取决于以下几个主要因素：电极的形状、大小，触摸感应控制器到电极之间的 布线（尤其是地耦合），以及介电面板的材料和厚度。因此，RC充放电时间直接和CX有关。图8说明了这种“触摸的效果”。 时间（即达到了VIH电平的时刻）比长；同样对于降至VIL电平的时间也比长。
　　图8：触摸效果实例。
　　多次测量以及高频噪声的去除
　　为了提高测量的精确度，并去除高频噪声，有必要对VIH和VIL进行多次的测量，然后再决定是否有按键被有效“触摸”。
　　图9：测量的种类。
　　注意：下图说明了去除噪声的实例。如果测量次数（N）设置为4，那么对一个电极的完整测量将包括4次正确的“连续组测量”（BGs）。
　　图10：实例1。
　　图11 显示了有一些噪声使得某些测量无效的情况（即r1和r2）。 在这个例子中，连续组测量BG3重复了好几次，直到其中的所有测量都有效，该次组测量才算通过。这样就需要较多的时间来完成一次完整的测量。
　　图11：实例2。
　　图12显示了有很多噪声，使得无效的组测量次数达到了最大限制（比如20）。这样的话，整个电极测量都无效。这个例子中，达到了无效的组测量次数的最大限制，因此停止对该电极的测量。
　　图12：实例3。&&来源:
技术资料出处:shanglu
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一、嵌入式系统设计方法变化的背景
　　嵌入式系统设计方法的演化总的来说是因为应用需求的牵引和IT技术的推动。
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【选型】MCU选得好，电容触摸控制器寿命和精度才有保障
来源：世强
作者：万中波
电容式触摸控制技术目前已经在厨房设备中获得了广泛的应用，特别是在抽油烟机、电烤箱、电磁炉等常用设备，电容触摸屏已经逐渐替代了传统的机械按键。
抽油烟机触摸控制系统通常由电容触摸屏、触摸屏控制器和MCU组成，通过MCU进行I2C总线编程，通过相关通信协议从而控制触摸屏控制器然后再作用于触摸屏，使得其用手指触摸时可以检测并做出相应的应答。
图1：基于单片机控制的电容触摸屏控制器
电容触摸屏控制器的核心主要是触摸控制芯片和MCU，触摸控制芯片一般有专门的芯片，而MCU可有多种选择。MCU的可靠性、低功耗等因素会影响整个电容触摸屏的使用寿命、控制精度和使用体验，这里我们推荐Silicon Labs的EFM8BB系列MCU。
鉴于抽油烟机的工作环境，其电容触摸屏一般工作温度较高，所以选择的对应器件工作温度范围要求要宽，EFM8BB系列单片机的工作温度范围可以达到-40°C~125°C。
EFM8BB包含有片上上电复位、电源电压监控器、监视程序定时器和时钟振荡器，可以使得EFM8BB设备成为真正独立的系统单芯片解决方案，功能异常强大，支持电容触摸屏的各种功能设计。
EFM8BB的电源控制较为简单，其内部电路由VDD供电引脚供电。外部I/O引脚由VIO电源电压供电（或设备上无独立VIO连接的VDD），大多数内部电路由片上LDO 调节器供电。根据需要启用/禁用各个外围设备从而可以起到控制设备功耗的作用。每个模拟外围设备在不使用时都可以禁用，从而置于低功耗模式。在不使用数字外围设备（如定时器或串行总线）时，时钟将关闭且消耗较少电量。可以有效节省整机功耗。
EFM8BB自带通用异步接收器/发射器UART、串行外围接口SPI0和I2C接口多种外围接口，方便实现与各种电容触摸控制芯片的连接，非常实用。
看到这里您是否又有项目灵感需实现，点击下面开发软件帮你忙。电容式触摸屏设计三大主要问题：功耗、噪声控制与手势识_滤波器_中国百科网
电容式触摸屏设计三大主要问题：功耗、噪声控制与手势识
    
　　11月27日消息，电容式触摸屏的设计人员面对三大主要问题：功耗、噪声控制与手势识别。本文后面部分将为你逐一讲解。
　　今天的电池供电型如此之多，功耗是我们需要考虑的关键系统问题之一。诸如TI的TSC3060等器件，便是按照低功耗要求设计的。在标准工作条件下，它的功耗小于60mA。在对触摸行为进行检测时，它的功耗更可低至11在相同工作状态下，它比其竞争者至少低了一个数量级。
　　市场上的许多解决方案一开始都是设计为微，然后再逐渐发展为电容式触摸屏。一开始就设计为电容式触摸屏控制器的器件，没有会消耗额外电流和时钟周期的多余硬件。大多数系统都已有一个主中央处理器，其可以是数字信号处理器、微处理器或者微控制器单元(MCU)。因此，为什么要给一个已经经过精密调整的系统再增加一个引擎呢?TSC3060为一种没有微控制器的专门设计。
　　噪声控制
　　如果控制器无法区分实际触摸和潜在干扰源，则更不用提实现超长的电池使用时间。触摸屏的主要噪声源通常来自LCD，其最终取决于质量和成本之间的折中权衡。AC公共接地LCD通常更便宜，但噪声水平更高。DC公共接地LCD拥有DC屏蔽，可以降低噪声，但会增加成本。
　　可以帮助降低ITO传感器以及触摸屏控制器可感知噪声数量的一种典型方法是，在LCD和ITO之间保持一定的空气间隙。这样可在两者之间留出一定的间距，从而减少相互干扰。处理噪声的另一种方法是使用滤波器。例如，TSC3060包含了一套可编程混合信号滤波器，可用于降低噪声。这些滤波器通过一个集成MCU安装到硬件中。这意味着，它们就近完成任务的速度要比使用软件的滤波器快。对实际触摸坐标的快速响应，还可降低总系统资源消耗。
　　手势识别
　　最后一个设计问题是手势识别。手势不一定是大幅度、复杂的挥舞。手势可以是简单的一次手指滑动。系统主机MCU可以轻松地识别出一些简单的手势，例如：捏、拉、缩放、旋转以及双击和三连击等，并可进行“内部”处理。增加一个专用引擎，可能可以降低一点点系统MCU带宽处理负荷，但却会增加功耗。另外，专用引擎用于完成手势识别的专有算法，设计人员无法看到。
收录时间:日 17:08:32 来源:国联资源网 作者:匿名
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Linux内核（28）
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作者：EasyWave & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & 时间：
类别：Linux&内核驱动源码分析&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&声明：转载，请保留链接
注意：如有错误，欢迎指正。这些是我学习的日志文章......
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一:FT5X06电容触摸IC简介
&&&& FT5x06系列ICs是单芯片电容式触摸屏控制器IC，带有一个内置的8位微控制器单元（MCU）。采用互电容的方法，在配合的相互的电容式触摸面板，它支持真正的多点触摸功能。FT5x06具有用户友好的输入的功能，这可以应用在许多便携式设备，例如蜂窝式电话，移动互联网设备，上网本和笔记本个人电脑。FT5x06系列IC包括FT5206/FT5306/FT5406。具体的功能如下图所示：
二：硬件接口设计
从FT5X06的datasheet中，我们可以看到，FT5X06既可以工作的SPI的接口方式，也可以工作在I2C的接口方式，不管工作在SPI，还是工作在I2C，从硬件的接口设计上来说，这下面的几个控制口，都是需要要接的。如下图所示：
1）：INT引脚，这个脚是一个中端信号，它用来通知HOST端FT5X06已经准备好，可以进行读操作了。
2）：WAKE引脚：这个功能主要的作用是将FT5X06从睡眠状态转换到工作状态。
3）：/RST引脚：FT5X06的芯片复位信号。
如何来设计硬件接口呢，这个我们可以从FT5X06的datasheet看出来，首先我们来看下FT5X06的上电时序，如下图所示：
FT5X06的上电时序
FT5X06的RESET时序
FT5X06的wakeup时序
各自的最小的时间限制如下所所示：
因此，从上面的图片和表格中，我们可以看出，在poweron中，必须确保在上电后，wakeup的电平为高电平，至于INT信号，只要确保无INT信号时，这个INT为高即可，这个可以从poweron的时序可以看出，它是一个低电平的动作，这个是驱动中来做的事情了。
接下来就是确定I2C的从地址，如下图所示：[以下引用自网络]
从地址高位必须为：3，低位必须根据i2ccon设定的值来确定。
根据FT5406数据手册上的指令，我们先了解下驱动如何实现电容屏的多点触摸，其实很简单，主要需要触摸屏IC FT5406 能够捕获多点数据，这点电容屏基本多能支持到捕获2点以上，而FT5406 可以捕获5个触摸点，编写驱动时，只要去获取这几个点的数据，然后上报就可以了。如下图所示：[以下引用自网络]
02H ：捕获的触摸点个数&&&&&&&&&&&&& 03H- 1EH&：对应每个点的x,y坐标数值。
三：Linux驱动源码
&&&&&&& I2C的驱动需要根据具体的ARM芯片，一般来说，IC原厂，一般会将在linux的bsp中都会有I2C的驱动，这个部分不需要我们去写的，我们只需要将FT5X06和BSP包中的I2C驱动匹配起来就好了。而整个FT5X06也是这样做的。在linu内核中关于i2c的一般会有这个函数：i2c_board_info（）i2c_board_info用于构建信息表来列出存在的I2C设备。这一信息用于增长新型I2C驱动的驱动模型树。对于主板，它使用i2c_register_board_info()来静态创建。对于子板，利用已知的适配器使用i2c_new_device()动态创建。
struct i2c_board_info {
char type[I2C_NAME_SIZE];
void *platform_
struct dev_archdata *
static struct i2c_board_info i2c_devs0[] __initdata = {
#ifdef CONFIG_TOUCHSCREEN_CDTLCD
I2C_BOARD_INFO(&ft5x0x_ts&, 0x3x),
.irq = IRQ_EINT1,
最后在内核初始化的部分调用int i2c_register_board_info(int busnum, struct i2c_board_info const *info, unsigned len);函数即可。如下详细的解释：
@busnum: 指定这些设备属于哪个总线
@info: I2C设备描述符向量
@len: 向量中描述符的数量；为了预留特定的总线号，可以是0。
i2c_register_board_info(0, i2c_devs0, ARRAY_SIZE(i2c_devs0));
下面贴出部分代码：[下面的代码是Android下的Linux驱动，如果要修改到通用的Linux内核中，需要修改代码的]
static int
ft5x0x_ts_probe(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)
struct ft5x0x_ts_data *ft5x0x_
struct input_dev *input_
int err = 0;
unsigned char uc_reg_
#if CFG_SUPPORT_TOUCH_KEY
printk(&[FTS] ft5x0x_ts_probe, driver version is %s.\n&, CFG_FTS_CTP_DRIVER_VERSION);
if (!i2c_check_functionality(client-&adapter, I2C_FUNC_I2C)) {
err = -ENODEV;
goto exit_check_functionality_
ft5x0x_ts = kzalloc(sizeof(struct ft5x0x_ts_data), GFP_KERNEL);
//ft5x0x_ts = kmalloc(sizeof(struct ft5x0x_ts_data), GFP_KERNEL);
if (!ft5x0x_ts) {
err = -ENOMEM;
goto exit_alloc_data_
//memset(ft5x0x_ts, 0, sizeof(struct ft5x0x_ts_data));
this_client =
i2c_set_clientdata(client, ft5x0x_ts);
mutex_init(&ft5x0x_ts-&device_mode_mutex);
INIT_WORK(&ft5x0x_ts-&pen_event_work, ft5x0x_ts_pen_irq_work);
ft5x0x_ts-&ts_workqueue = create_singlethread_workqueue(dev_name(&client-&dev));
if (!ft5x0x_ts-&ts_workqueue) {
err = -ESRCH;
goto exit_create_
err = request_irq(IRQ_EINT(6), ft5x0x_ts_interrupt, IRQF_TRIGGER_FALLING, &ft5x0x_ts&, ft5x0x_ts);
if (err & 0) {
dev_err(&client-&dev, &ft5x0x_probe: request irq failed\n&);
goto exit_irq_request_
disable_irq(IRQ_EINT(6));
input_dev = input_allocate_device();
if (!input_dev) {
err = -ENOMEM;
dev_err(&client-&dev, &failed to allocate input device\n&);
goto exit_input_dev_alloc_
ft5x0x_ts-&input_dev = input_
set_bit(ABS_MT_TOUCH_MAJOR, input_dev-&absbit);
set_bit(ABS_MT_POSITION_X, input_dev-&absbit);
set_bit(ABS_MT_POSITION_Y, input_dev-&absbit);
set_bit(ABS_MT_WIDTH_MAJOR, input_dev-&absbit);
input_set_abs_params(input_dev,
ABS_MT_POSITION_X, 0, SCREEN_MAX_X, 0, 0);
input_set_abs_params(input_dev,
ABS_MT_POSITION_Y, 0, SCREEN_MAX_Y, 0, 0);
input_set_abs_params(input_dev,
ABS_MT_TOUCH_MAJOR, 0, PRESS_MAX, 0, 0);
input_set_abs_params(input_dev,
ABS_MT_WIDTH_MAJOR, 0, 200, 0, 0);
input_set_abs_params(input_dev,
ABS_MT_TRACKING_ID, 0, 5, 0, 0);
set_bit(EV_KEY, input_dev-&evbit);
set_bit(EV_ABS, input_dev-&evbit);
#if CFG_SUPPORT_TOUCH_KEY
//setup key code area
set_bit(EV_SYN, input_dev-&evbit);
set_bit(BTN_TOUCH, input_dev-&keybit);
input_dev-&keycode = tsp_
for(i = 0; i & CFG_NUMOFKEYS; i++)
input_set_capability(input_dev, EV_KEY, ((int*)input_dev-&keycode)[i]);
tsp_keystatus[i] = KEY_RELEASE;
input_dev-&name
= FT5X0X_NAME;
//dev_name(&client-&dev)
err = input_register_device(input_dev);
if (err) {
dev_err(&client-&dev,
&ft5x0x_ts_probe: failed to register input device: %s\n&,
dev_name(&client-&dev));
goto exit_input_register_device_
#ifdef CONFIG_HAS_EARLYSUSPEND
printk(&==register_early_suspend =\n&);
ft5x0x_ts-&early_suspend.level = EARLY_SUSPEND_LEVEL_BLANK_SCREEN + 1;
ft5x0x_ts-&early_suspend.suspend = ft5x0x_ts_
ft5x0x_ts-&early_suspend.resume = ft5x0x_ts_
register_early_suspend(&ft5x0x_ts-&early_suspend);
msleep(150);
//make sure CTP already finish startup process
//get some register information
uc_reg_value = ft5x0x_read_fw_ver();
printk(&[FTS] Firmware version = 0x%x\n&, uc_reg_value);
ft5x0x_read_reg(FT5X0X_REG_PERIODACTIVE, &uc_reg_value);
printk(&[FTS] report rate is %dHz.\n&, uc_reg_value * 10);
ft5x0x_read_reg(FT5X0X_REG_THGROUP, &uc_reg_value);
printk(&[FTS] touch threshold is %d.\n&, uc_reg_value * 4);
#if CFG_SUPPORT_AUTO_UPG
fts_ctpm_auto_upg();
#if CFG_SUPPORT_UPDATE_PROJECT_SETTING
fts_ctpm_update_project_setting();
enable_irq(IRQ_EINT(6));
//create sysfs
err = sysfs_create_group(&client-&dev.kobj, &ft5x0x_attribute_group);
if (0 != err)
dev_err(&client-&dev, &%s() - ERROR: sysfs_create_group() failed: %d\n&, __FUNCTION__, err);
sysfs_remove_group(&client-&dev.kobj, &ft5x0x_attribute_group);
printk(&ft5x0x:%s() - sysfs_create_group() succeeded.\n&, __FUNCTION__);
printk(&[FTS] ==probe over =\n&);
exit_input_register_device_failed:
input_free_device(input_dev);
exit_input_dev_alloc_failed:
// free_irq(client-&irq, ft5x0x_ts);
free_irq(IRQ_EINT(6), ft5x0x_ts);
exit_irq_request_failed:
//exit_platform_data_null:
cancel_work_sync(&ft5x0x_ts-&pen_event_work);
destroy_workqueue(ft5x0x_ts-&ts_workqueue);
exit_create_singlethread:
printk(&==singlethread error =\n&);
i2c_set_clientdata(client, NULL);
kfree(ft5x0x_ts);
exit_alloc_data_failed:
exit_check_functionality_failed:
static int __devexit ft5x0x_ts_remove(struct i2c_client *client)
struct ft5x0x_ts_data *ft5x0x_
printk(&==ft5x0x_ts_remove=\n&);
ft5x0x_ts = i2c_get_clientdata(client);
unregister_early_suspend(&ft5x0x_ts-&early_suspend);
// free_irq(client-&irq, ft5x0x_ts);
mutex_destroy(&ft5x0x_ts-&device_mode_mutex);
free_irq(IRQ_EINT(6), ft5x0x_ts);
input_unregister_device(ft5x0x_ts-&input_dev);
kfree(ft5x0x_ts);
cancel_work_sync(&ft5x0x_ts-&pen_event_work);
destroy_workqueue(ft5x0x_ts-&ts_workqueue);
i2c_set_clientdata(client, NULL);
del_timer(&test_timer);
static const struct i2c_device_id ft5x0x_ts_id[] = {
{ FT5X0X_NAME, 0x3x },{ }
MODULE_DEVICE_TABLE(i2c, ft5x0x_ts_id);
static struct i2c_driver ft5x0x_ts_driver = {
= ft5x0x_ts_probe,
= __devexit_p(ft5x0x_ts_remove),
.id_table = ft5x0x_ts_id,
.driver = {
.name = FT5X0X_NAME,
.owner = THIS_MODULE,
static int __init ft5x0x_ts_init(void)
printk(&==ft5x0x_ts_init==\n&);
ret = i2c_add_driver(&ft5x0x_ts_driver);
printk(&ret=%d\n&,ret);
static void __exit ft5x0x_ts_exit(void)
printk(&==ft5x0x_ts_exit==\n&);
i2c_del_driver(&ft5x0x_ts_driver);
module_init(ft5x0x_ts_init);
module_exit(ft5x0x_ts_exit);
MODULE_AUTHOR(&&wenfs@&&);
MODULE_DESCRIPTION(&FocalTech ft5x0x TouchScreen driver&);
MODULE_LICENSE(&GPL&);
移植到通用的Linux的内核中，就不写出来了，自己去研究吧。
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