如何使用很少的IO端口線將該觸摸鍵直接與LCD相連的電容式觸摸控制方案

在本應(yīng)用筆記中，我們將討論如何使用IO端口實(shí)現(xiàn)觸摸鍵。我們還將展示如何使用很少的IO端口線將該觸摸鍵直接與LCD相連。對(duì)于電容式觸摸控制的低成本解決方案，本筆記中將討論兩種方法進(jìn)行描述。

大多數(shù)手持式或壁掛式儀器都需要顯示屏和一些按鍵。這些通常構(gòu)成產(chǎn)品成本的很大一部分。最經(jīng)濟(jì)的顯示器是玻璃LCD，它直接由微控制器驅(qū)動(dòng)，因此不需要顯示控制器。缺點(diǎn)是顯示器上的段數(shù)限制為可用的可用I / O端口線的數(shù)量。成本最低的按鍵是PCB上由銅焊盤(pán)制成的觸摸鍵，因此成本可忽略不計(jì)。缺點(diǎn)是每個(gè)鍵必須是指墊的大小，并且很難以矩陣格式實(shí)現(xiàn)。但是，對(duì)于只有幾個(gè)鍵的小型7段或14段顯示器，這種操作方法將是經(jīng)濟(jì)的。

玻璃LCD驅(qū)動(dòng)信號(hào)

考慮最簡(jiǎn)單的LCD顯示器。它只有一個(gè)細(xì)分。要操作該網(wǎng)段，它必須具有一個(gè)底板，通常稱(chēng)為COM平面。在段（SEG）和COM之間施加電壓以接通段。為了停止在段上建立DC電壓，請(qǐng)切換電壓，以便有效DC電平為0，段上的電壓是恒定的。切換速率稱(chēng)為刷新速率，應(yīng)在30 Hz到75 Hz之間。較低的頻率可能會(huì)導(dǎo)致閃爍，但較高的頻率可能會(huì)產(chǎn)生“重影”效果，其中段關(guān)閉可能需要更長(zhǎng)的時(shí)間才能關(guān)閉。較高的頻率可能還會(huì)使用更多的功率，因此最好選擇盡可能低的頻率，但不要讓顯示器閃爍。

要關(guān)閉網(wǎng)段，請(qǐng)向SEG和COM引腳施加相同極性的電壓，并且要打開(kāi)網(wǎng)段，請(qǐng)施加相反的極性，

半Vcc方法

兩段式顯示器可以用兩種方式排列：兩個(gè)SEG引腳和一個(gè)COM引腳，或者一個(gè)SEG引腳和兩個(gè)COM引腳。在第一種方法中，COM引腳被觸發(fā)，而SEG引腳被設(shè)置為相反極性以導(dǎo)通，或者被設(shè)置為相同極性以關(guān)斷。這是最簡(jiǎn)單的方法，但是對(duì)于N個(gè)段，需要N +1個(gè)引腳。第二種方法難以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)橛袃蓚€(gè)背板，并且它們必須以多路復(fù)用模式進(jìn)行操作。相數(shù)取決于背板的數(shù)量。在此示例中，將分為兩個(gè)階段。在第一階段中，根據(jù)seg1是ON還是OFF，將COM1引腳設(shè)置為高電平并將SEG引腳設(shè)置為高電平或低電平。COM2引腳保持在?Vcc。，然后COM1引腳保持低電平，而SEG引腳緊隨其后。在下一階段，COM1引腳保持在?Vcc，而COM2引腳與SEG引腳同相或異相切換。此方法稱(chēng)為Half VCC方法。在此示例中，沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)閮煞N方法都需要三個(gè)引腳，但是當(dāng)段數(shù)增加時(shí)，優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。由于每個(gè)引腳均由I / O端口線驅(qū)動(dòng)，因此N段所需的端口線數(shù)為（N / C）+ C，其中C為COM平面數(shù)。因此，對(duì)于128個(gè)網(wǎng)段，該設(shè)計(jì)在方法1中將需要129個(gè)引腳，而在方法2中僅需要36個(gè)引腳并具有4個(gè)COM平面。N段所需的端口線數(shù)為（N / C）+ C，其中C為COM平面數(shù)。因此，對(duì)于128個(gè)網(wǎng)段，該設(shè)計(jì)在方法1中將需要129個(gè)引腳，而在方法2中僅需要36個(gè)引腳并具有4個(gè)COM平面。N段所需的端口線數(shù)為（N / C）+ C，其中C為COM平面數(shù)。因此，對(duì)于128個(gè)網(wǎng)段，該設(shè)計(jì)在方法1中將需要129個(gè)引腳，而在方法2中僅需要36個(gè)引腳并具有4個(gè)COM平面。

通過(guò)在COM信號(hào)上連接兩個(gè)相等的電阻（100kΩ），然后將I / O端口編程為輸入，可獲得1/2 Vcc電壓。

對(duì)比

如果上述設(shè)計(jì)實(shí)際上得以實(shí)現(xiàn)，則該段很可能一直保持開(kāi)啟狀態(tài)。原因是它從?Vcc施加了一些直流電壓。為了降低直流偏置，必須引入一些延遲。這種延遲起到了反作用。然后可以改變延遲時(shí)間以增加或降低對(duì)比度。在段和COM線都保持在Vcc的每個(gè)脈沖之后增加延遲時(shí)間。

該軟件必須在相同的時(shí)間段內(nèi)生成兩倍數(shù)量的脈沖，并根據(jù)有效或?qū)Ρ葧r(shí)間段更改時(shí)間段。延遲時(shí)間可以使用兩個(gè)計(jì)時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者如本申請(qǐng)所示，可以使用一個(gè)計(jì)時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

編輯：hfy