CY8CTMA340電容觸摸屏控制器的研究

　　摘要：主要研究了一個新型的電容觸摸屏控制器CY8CTMA340的特性和應用。它能支持多點觸控（多達4個手指同時在觸摸屏上）；可以識別手勢；擁有256個傳感節點；低功耗，支持雙電源供電；有*的防水性能等改進性特點。另外介紹了它的工作原理以及其I2C通信協議，zui后給出了基于此控制器的一個應用實例。
　　
　　關鍵詞：CY8CTMA340；電容觸摸屏控制器；I2C通信協議
　　
　　隨著現代電子技術的飛速發展，人們對電子產品的要求不斷提高，比如我們生活中常見的觸屏手機而言，觸摸屏控制器從電阻觸摸屏向電容觸摸屏，從單點觸控向多點觸控正進行著不斷地改變，本文主要講述了一個新型的觸摸屏控制器CY8CTMA340的特性、工作原理、通信協議以及應用。
　　
　　1、CY8CTMA340概述
　　
　　CY8CTMA340是由賽普拉斯半導體公司生產的電容觸摸屏控制器。
　　
　　CY8CTMA340是一個帶有感應技術的電容觸摸屏控制器，能支持4個手指同時在觸摸屏上，讀出它們的位置和手勢信息。CY8CTMA340通過其觸摸檢測裝置和位置分辨率算法來處理這組數字信息，這樣來決定每個手指在觸摸屏上的位置。手指的位置和移動可以被進一步處理并且可以被識別為單擊、雙擊、平移和縮放這樣一個手勢，然后把信息提供給主機。另外，CY8CTMA340系列產品增加了一些改進性特點：較大手指、拇指檢測，手掌、臉部檢測，控制壓制和潮濕手指的追蹤，有*的防水性能，根據環境的改變也能自動校準參數，在有干擾的射頻環境下也能穩定的運行，還有多樣的通信協議，另外，它既支持單電源供電也能支持雙電源供電，有多種封裝形式。因此，CY8CTMA340具有其它同類產品所不具備的特殊優點，主要有：
　　
　　·單芯片、多點觸控的電容觸摸屏控制器；
　　
　　·可追蹤2或4個手指的位置（X，Y和級）；
　　
　　·多達256傳感節點；
　　
　　·屏幕尺寸大到4．5時；
　　
　　·無噪聲分辨率一般為0．1mm；
　　
　　·8通道傳輸意味著更快的掃描觸摸屏；
　　
　　·核心精度可達0．7mm；
　　
　　·低功耗；
　　
　　·支持雙電源供電；
　　
　　·支持許多IT0制造商，LCD的供應商；
　　
　　·支持SPI或I2C通信。
　　
　　2、CY8CTMA340工作原理
　　
　　CY8CTMA340內部原理圖如圖1所示。　　
　　CY8CTMA340有8個通道，每個通道有4組感應引腳，每個感應引腳都可以被設置為接受感應或者發送感應。接收方從放置在接收和發送之間的電容上收集電荷，收集后的電荷被放在了一個內部集成的電容上，這個就被叫做模擬整合。被集成電容收集的電荷然后就被模數轉換器采樣，采樣的結果被收集為數字整合，數字整合的結束就代表完成了一個轉換。轉換結束后，CPU就利用CY8CTMA340內部提供的片上算法來處理這些數字信息。
　　
　　CY8CTMA340有3種電源狀態：（1）激活模式：這種模式下觸摸屏被激活開始掃描并且隔時刷新數據；（2）低功耗模式：觸摸屏以很慢的速率去掃描；（3）深度睡眠模式：這種模式下觸摸屏停止掃描并且CY8CTMA340處于低功耗的狀態，內部時鐘已經關閉，但是存儲器狀態和RAM仍然保持原來的狀態。CY8CTMA340有2種電源供電方式，單電源供電和雙電源供電，單電源供電簡單方便，但是不穩定。雙電源供電可以使芯片工作狀態更穩定，缺點就是比較麻煩。圖2，圖3分別為單電源和雙電源供電的接線圖。　　
　　3、CY8CTMA340通信協議
　　
　　CY8CTMA340觸摸屏控制器zui關鍵的就是其通信協議的說明，通信模式控制著CY8CTMA340的啟動并且把信息提供給主控制器。它有三種通信模式：運行模式、系統信息模式、測試模式。在相同的通信模式下CY8CTMA340既可以支持I2C，也可以支持串行外設接口（SPI）。所有的模式都共享著主機模式（HST_MODE），主機模式就是主機用來控制CY8CTMA340改變換通信模式，可以使其處于低電狀態，控制其向深度睡眠模式轉變，控制這個芯片的復位。
　　
　?。?）運行模式
　　
　　在運行模式下，可以通過主機模式來控制電源的狀態，zui重要的是它可以向主機提供每個手指（zui多4個）的數據信息，例如地址信息，坐標信息以及手勢的追蹤。
　　
　?。?）系統信息模式
　　
　　系統信息模式下可以進行系統內置的固件測試，可以對電源狀態、激活系統隔時刷新、觸屏超時、低電源隔時刷新設置。
　　
　?。?）系統測試模式
　　
　　在系統測試模式下三個數據是有用的：原始數據、信號數據、校準數據。
　　
　　I2C總線協議：　　
　　4、CY8CTMA340的應用實例
　　
　　圖5是CY8CTMA340的一個應用，圖示為其硬件電路連接示意圖。圖中所用的電容觸摸屏控制器為CY8CTMA340-48LQI-09（T），是48引腳的芯片，其支持的電容觸摸屏的尺寸zui大為4．5時，其芯片的ID為0591H，其左邊為電容觸摸屏，右邊與MCU相連，通過對MCU進行I2C總線編程，通過通信協議從而控制觸摸屏控制器然后再作用于觸摸屏，使其有手指觸摸時可以檢測并作出相應的應答。　　
　　5、結束語
　　
　　本文主要講述了一個新型的觸摸屏控制器CY8CTMA340的特性以及應用。隨著電子技術的不斷發展以及觸摸屏應用逐漸普遍，人們對其性能要求不斷提高，CY8CTMA340以其多點觸控，識別手勢，低功耗高精度，支持雙電源供電，支持通信協議等一系列的改進性的特點使其在同類型的產品中更適應市場的需求，使得觸摸屏技術又有了更進一步的提高。