我們現在看到支持多點(diǎn)觸控的互動(dòng)式人機界面（HMI），在現代各種行業(yè)領(lǐng)域電子硬件中采用的比例越來(lái)越大。技術(shù)的更新帶來(lái)一種更為方便而廣泛的控制方法，相較于過(guò)去較為笨重的機電HMI（如小鍵盤(pán)），支持多點(diǎn)觸控的互動(dòng)式人機界面（HMI）接口將更吸引人且更簡(jiǎn)便操作。通過(guò)這個(gè)技術(shù)，HMI設計者可以意識到，保持產(chǎn)品的一致性，以及整體的美觀(guān)，將大幅提升使用者的觀(guān)感。下面的文章將介紹如何創(chuàng )建一個(gè)更有效的電容式觸摸人機界面，以充分滿(mǎn)足當前工程團隊所面臨的許多觀(guān)念與技術(shù)方面的挑戰。
電容式觸摸屏的多點(diǎn)觸控功能已經(jīng)被廣泛運用在消費電子和計算機市場(chǎng)�，F在并開(kāi)始拓展到更多不同的領(lǐng)域。其中之一是高利潤的家電市場(chǎng)。雖然觸摸屏相對還是比較新的互動(dòng)技術(shù)，但在近期，已經(jīng)開(kāi)始應用在如冰箱，電飯煲，洗衣機等商品上。
電容式觸摸可以在同一時(shí)間感測多個(gè)觸摸點(diǎn)，因此能夠準確地檢測出各種復雜的用戶(hù)手勢。除了對多點(diǎn)觸控操作的支持，電容式觸摸還比傳統電阻式觸摸屏更加穩定，因為不需直接在屏幕上施加壓力（需要時(shí)可外加防護玻璃），所以相較于電阻式觸摸屏，電容屏更適合需要苛刻的工作環(huán)境于家用電器。
圖1：使用EVE技術(shù)的多點(diǎn)觸控洗衣機的HMI示意圖
在圖1的示意圖描述了洗衣機在顯示屏模塊的原理圖，用戶(hù)可以通過(guò)多點(diǎn)觸控對高分辨率的HMI進(jìn)行各種操作，并支持各種手勢的控制，比如雙指觸碰丶翻頁(yè)丶頁(yè)面復制粘貼丶調整大小和長(cháng)按功能等。主控部分是FT900微控制器（MCU）為核心的MM900A1A模塊，透過(guò)其IO端口連結至FTDI最新的嵌入式視頻引擎（EVE）FT813圖形控制器來(lái)做屏幕顯示。
除了圖形控制器，該FT813演示板采用了WVGA分辨率的液晶顯示器， 24位RGB并行接口，和一個(gè)I2C串行接口的FocalTech觸摸控制器。另外此MM900A1A模塊的主控制器是FT900高性能MCU，其SD卡可存儲圖像內容，另外使用一個(gè)QSPI接口連到FT813用于HMI控制并把所有的圖像數據傳送至LCD顯示。相反FT900抓取所有的觸摸數據并通過(guò)用戶(hù)的觸摸輸入，控制人機界面，并它們連接到相關(guān)的菜單如主菜單丶子菜單丶設置和洗滌進(jìn)展菜單。在主菜單中有滾動(dòng)的選項，洗滌類(lèi)型的屬性，選擇設置丶洗滌丶鍵盤(pán)鎖等的設置菜單中并允許用戶(hù)調整亮度和音量，以滿(mǎn)足他們的特定偏好。洗滌菜單包括進(jìn)度條來(lái)指示在洗滌循環(huán)（洗滌，漂洗，旋轉等）的不同階段。所有相關(guān)的圖像內容存儲在MM900A1A的SD卡上，并隨后下載到FT813過(guò)QSPI接口。
FT813具有同時(shí)跟蹤多達5個(gè)觸摸點(diǎn)和區分總共255不同的對象的能力。與EVE系列的設備一樣，FT813通過(guò)其創(chuàng )新的面向對象的架構，來(lái)簡(jiǎn)化人機界面的架構。其將所有音頻（音調丶蜂鳴聲等）和影像（重疊丶字體，圖像，模板等）輸出作為簡(jiǎn)單對象。這樣做的結果是，圖像內容可以以逐線(xiàn)顯示方式呈現（以1/16像素的分辨率），而不是需要大量?jì)却娴膸彺�，可以節省下大量的幀緩沖器所需的成本。此外，相對于32位的MCU而言，更便宜的8位或16位MCU已經(jīng)足夠使用，另外IC之間通信也從傳統的寬并行總線(xiàn)也變成更簡(jiǎn)單的SPI架構。
以上詳述的HMI系統的零件數量將遠比一般預期更小，不僅節省PCB成本，并由于開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單，將有效縮短開(kāi)發(fā)時(shí)間。因此，相比較于傳統的多點(diǎn)觸控人機界面，此方案不僅節省成本并能有效節省所需的空間。另一個(gè)重要特點(diǎn)是面向對象的圖形架構，因為所有顯示的圖像被視為對象，動(dòng)畫(huà)相對容易地僅通過(guò)更新的對象的坐標來(lái)實(shí)現。單個(gè)對象，也可以重復顯示在多個(gè)位置，而無(wú)需另外創(chuàng )建。
圖2：用于HMI實(shí)現的硬件-包括MM900A1A模塊和FT813演示板
FT813是FTDI在新一代EVE中的其中一項產(chǎn)品。跟上一代相比，它具有更高的分辨率，支持之前的512×512像素到第二代800×600像素。這意味著(zhù)它能提供像家用電器所用的主流的顯示格式（7吋以上），此外新一代產(chǎn)品的存儲器已從256kB擴大到1MB.FT813為緊湊的56引腳VQFN封裝。
多點(diǎn)觸摸的技術(shù)能夠讓人以更直觀(guān)的方式來(lái)操作，市場(chǎng)上也出現越來(lái)越大的相關(guān)需求。在這篇文章中所述的應用范例將一個(gè)高度復雜的HMI系統，用符合成本效益，又簡(jiǎn)單使用的方式，來(lái)可造出各種酷炫的UI的解決方案。使用EVE的HMI架構，不但可用于各種不同應用的MCU上，又可顯著(zhù)減少電路板空間及組件成本。
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