采用飞思卡尔Freedom开发平台的触摸界面(1)

最近由Erich Styger撰写的一篇博客文章介绍了飞思卡尔Freedom开发平台，这是一款面向Kinetis L系列微控制器(MCU)的新型经济高效开发平台。这款小型81 mm x 54 mm的线路板由飞思卡尔Kinetis L系列MCU和大量实用的外设组成，可以促进新型低功耗嵌入式软件应用的设计水平。为您提供用于实验的板载外设包括以下部件：

* 全速USB 2.0接口(第二个USB接口作为调试端口)
　　* 飞思卡尔MMA8451Q惯性传感器
　　* 提供MCU信号访问权限、实现附加屏蔽的I/O接头
　　* RGB LED，带有每种颜色的独立控制行
　　* 可以执行滑块的电容敏感的触摸板

上述提及的最后一种外设——触摸板引起了我的注意。此前我完成了触摸接口的工作，特别是在编写iPhone应用程序的时候。如你所预料的一样，面向iOS设备的Apple Cocoa Touch API仅允许在极高电平下能够访问触摸屏幕。可以在低电平下进行触摸接口的实验，这个机会激起了我的兴趣。

棘手的硬件

在采用外设操作与裸金属关系密切的工作时，第一个步骤便是研究硬件接口。除非属于片上外设，这需要获得接线图，以便了解外设与MCU之间的关系。除此之外，你还需要MCU参考手册，它会描述外设控制与数据寄存器的情况，以及它们驻留在存储器映射的位置。我找到该线路板产品页面的FRDM-KL25Z线路板电路图。KL25子系列参考手册内包括与寄存器和存储器映射相关的其他详细信息。

图1展示了该款开发平台触摸板接口的简化结构框图。线路板上的触摸板区域采用了一对电容敏感式电极，它可以移动滑块。电极由两个形状类似直角三角形的导体元件组成。由于触摸板区域在生产过程中进行了轻微的改造，两个电极(而非元件)的布局可以降低微小的测量误差。每个电极都拥有通向引脚的自身信号线，它属于MCU的通用型I/O (GPIO)模块。端口控制和中断模块(PORT)可以配置GPIO模块，选择电极线并且设置它们的运行。　　

 

因为这会是一个裸金属程序，我需要一种简单的方式来显示滑块的运动。我计划占用RGB LED实现这个目的，这就是为何这个部件及其连接在图中如此所示的原因。

这其中涵盖了外部硬件和连接线情况。我会继续描述内置在MCU之中的触摸感应输入(TSI)模块。该线路板采用Kinetis MKL25Z128VLK4 MCU作为其主处理器。它是一款基于ARM Cortex-M0+内核的低功耗32位器件，带有128 KB的闪存和16 KB的RAM。这款MCU可以提供大量十分有用的片上外设，其中包括16位ADC、12位DAC、各种定时器、USB OTG控制器、两个I2C模块、多个UART和TSI模块。