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基于MSG2133A电容触屏控制芯片的触控解决方案

2017-08-04
类别:消费电子
eye 251
文章创建人 拍明



系统介绍

MSG2133A是一颗高性能的电容触屏控制芯片,内嵌32位的高速MCU,内部集成OTP、ROM、SRAM、FLASH等存储单元,还有配有高精度的ADC、DSP转换电路,标准的IIC通信接口。

系统特性

单点 手势:单点,模拟两点,支持放大缩小、滑动、旋转等各种手势。

支持横三角形ITO图形、竖三角图ITO图形设计。

生产良率高:TP厂的直通率高,达到96%以上。

支持30个感应通道。

支持最大尺寸4.3寸。

支持2048*2048分辨率。

支持IIC从机接口,最高速率400K/S。 应用领域及平台

支持的OS系统:标准的IIC协议,支持Android系统的各种版本,MIPS等。

已经应用及量产过的手机平台:MTK、高通、展讯、博通、马威尔。

已经应用及量产过的MID平台:Samsung、盈方微等、巨大、权智。

已经应用及量产过的GPS平台:MSTAR。

使用MSTAR TP的手机营运商及其产品型号:Doov D700、D7200; Koobee N60; 天宇 5913B;联想 TD20;华为 Y320;中兴 V6500。


【相关信息】电容式触摸屏

电容式触摸屏技术是利用人体的电流感应进行工作的。电容式触摸屏是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂有一层ITO,最外层是一薄层矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作为工作面,四个角上引出四个电极,内层ITO为屏蔽层以保证良好的工作环境。 当手指触摸在金属层上时,由于人体电场,用户和触摸屏表面形成以一个耦合电容,对于高频电流来说,电容是直接导体,于是手指从接触点吸走一个很小的电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比,控制器通过对这四个电流比例的精确计算,得出触摸点的位置。

工作原理

原理概述

电容屏要实现多点触控,靠的就是增加互电容的电极,简单地说,就是将屏幕分块,在每一个区域里设置一组互电容模块都是独立工作,所以电容屏就可以独立检测到各区域的触控情况,进行处理后,简单地实现多点触控。

电容式触摸屏工作原理.jpg

电容式触摸屏工作原理

电容技术触摸面板CTP(Capacity Touch Panel)是利用人体的电流感应进行工作的。电容屏是一块四层复合玻璃屏,玻璃屏的内表面和夹层各涂一层ITO(纳米铟锡金属氧化物),最外层是只有0.0015mm厚的矽土玻璃保护层,夹层ITO涂层作工作面,四个角引出四个电极,内层ITO为屏层以保证工作环境。

当用户触摸电容屏时,由于人体电场,用户手指和工作面形成一个耦合电容,因为工作面上接有高频信号,于是手指吸收走一个很小的电流,这个电流分别从屏的四个角上的电极中流出,且理论上流经四个电极的电流与手指头到四角的距离成比例,控制器通过对四个电流比例的精密计算,得出位置。可以达到99%的精确度,具备小于3ms的响应速度。

投射式电容面板

投射式电容面板的触控技术投射电容式触摸屏是在两层ITO导电玻璃涂层上蚀刻出不同的ITO导电线路模块。两个模块上蚀刻的图形相互垂直,可以把它们看作是X和Y方向 连续变化的滑条。由于X、Y架构在不同表面,其相交处形成一电容节点。一个滑条可以当成驱动线,另外一个滑条当成是侦测线。当电流经过驱动线中的一条导线时,如果外界有电容变化的信号,那么就会引起另一层导线上电容节点的变化。侦测电容值的变化可以通过与之相连的电子回路测量得到,再经由A/D控制器转为数字讯号让计算机做运算处理取得(X,Y) 轴位置,进而达到定位的目地。

3M展示60点电容式触摸屏.jpg

3M展示60点电容式触摸屏

操作时,控制器先后供电流给驱动线,因而使各节点与导线间形成一特定电场。然后逐列扫描感测线测量其电极间的电容变化量,从而达成多点定位。当手指或触动媒介接近时,控制器迅速测知触控节点与导线间的电容值改变,进而确认触控的位置。这种一根轴通过一套AC 信号来驱动,而穿过触摸屏的响应则通过其它轴上的电极感测出来。使用者们把这称为‘横穿式’感应,也可称为投射式感应。传感器上镀有X,Y轴的ITO图案,当手指触摸触控屏幕表面时,触碰点下方的电容值根据触控点的远近而增加,传感器上连续性的扫描探测到电容值的变化,控制芯片计算出触控点并回报给处理器。

结构组成

基本结构

电容式触摸屏的基本结构是:基板为一个单层有机玻璃,在有机玻璃的内外表面分别均匀的锻上一层透明导电薄膜,分别在外表面的透明导电薄膜的四个角上锥上一个狭长的电极。其工作原理是:当手指触摸电容式触摸屏时,在工作面接通高频信号,此时手指与触摸屏工作面形成一个耦合电容,这相当于导体,因为工作面上有高频信号,手指触摸时在触摸点吸走一个小电流,这个小电流分别从触摸屏的四个角上的电极流出,流经四个电极的电流与手指到四角的直线距离成比例,控制器通过对四个电流比例的计算,即可得出接触点坐标值。

电容式触控屏可以简单地看成是由四层复合屏构成的屏体:最外层是玻璃保护层,接着是导电层,第三层是不导电的玻璃屏,最内的第四层也是导电层。最内导电层是屏蔽层,起到屏蔽内部电气信号的作用,中间的导电层是整个触控屏的关键部分,四个角或四条边上有直接的引线,负责触控点位置的检测。

其中最上面的覆盖层是钢化玻璃或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。PET 的优势在于触摸屏可以做到更薄,另一方面也比现有的塑料和玻璃材质更加便宜。绝缘层是玻璃(0.4~1mm) 、有机薄膜(10~100um)、粘合剂、空气层。其中最重要的一层是氧化铟锡(ITO)层,ITO 的典型厚度 50~100nm, 其方块电阻大约 100~300欧姆范围。ITO 的工艺三维结构对电容式触摸屏的影响很大,它直接关系到触摸屏的 2 个重要电容参数:感应电容(手指与上层 ITO)和寄生电容(上下层 ITO 之间,下层 ITO 与显示屏幕之间)。

电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜体层,再在导体层外加上一块保护玻璃,双玻璃设计能彻底保护导体层及感应器,同时透光率更高,也能更好地支持多点触控。

电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极,在导电体内形成一个低电压交流电场。在触摸屏幕时,由于人体电场,手指与导体层间会形

电容式触摸屏.jpg


成一个耦合电容,四边电极发出的电流会流向触点,而电流强弱与手指到电极的距离成反比,位于触摸屏幕后的控制器便会计算电流的比例及强弱,准确算出触摸点的位置。电容触摸屏的双玻璃不但能保护导体及感应器,更有效地防止外在环境因素对触摸屏造成影响,就算屏幕沾有污秽、尘埃或油渍,电容式触摸屏依然能准确算出触摸位置。

由于电容随接触面积、介质的介电的不同而变化,故其稳定性较差,往往会产生漂移现象。该种触摸屏适用于系统开发的调试阶段。


责任编辑:Davia

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标签: MSG2133A

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