新型人机对话接口与音频数据转换器技术及选用

1、新型人机对话接口与音频数据转换器是消费类应用发展的需要
　　
人机交互信息技术的高速发展给人类生产、生活带来了广泛而深刻的影响。"上网冲浪"、"数码相机"、"PDA"、"优盘"、"彩屏手机"、"蓝牙技术"等新产品、新概念层出不穷，不断冲击着人们的视听。这些高科技成果为人们带来便捷和快乐，同时也促进着人机交互技术的发展。而伴随人机交互输入设备的触摸屏控制器与音频数据转换器也有了新的发展和突破。
　　
如今已有为人机对话,如PDA、因特网工具和Smartphone(智能型电话)多媒体教学等消费类应用产品提供了集成度日益提高系列的低功耗、高性能阻性触摸屏接口/控制器等也应运而生。它们是简单的四线式和五线式分立型解决方案，以及具有触摸屏/音频处理器的高集成度器件、小键盘和其他专用功能的高集成度器件。值此本文将新型人机对话接口-高性能阻性触摸屏控制器技术与之相关的音频数据转换器选用作分析介绍。首先应对触摸屏控制器有关技术及选择作介绍。

1.1高性能阻性触摸屏控制器技术
　　
触摸屏作为一种新的入设备,是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式.它的应用范围非常广泛,除了上述之外,还在公共信息(电信、税务、银行、电力)的业务查询、工业控制及军事指挥等施展本领。

*基本技术
　　
触摸屏之所以有如此功能,主要触摸屏能够在一定的区域(通常是50-75mm距离)内感应接触，并将这种接触信号转发给计算机处理。目前，触摸屏已应用到笔记本电脑上，可以替代鼠标。触摸板通过电容感应来获知用户的手指移动情况，对手指热量并不敏感。当手指接触到屏面时，屏面上的静电场会发生改变。触摸屏传感器只是一个印在板表面上的手指轨迹传导线路。而在触摸屏表面下的一个特殊集成电路板会不停地测量和报告触摸的轨迹，从而获知用户手指的动作和位置。
　　
当然使用触摸屏时，必须首先用手指或其他物体触摸安装在显示器前端的触摸屏，然后系统根据手指触摸的图标或菜单位置来定位选择信息输人。

*组成
　　
触摸屏由触摸检测部件和触摸屏控制器组成。触摸检测部件安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触摸位置，接受后送触摸屏控制器；触摸屏控制器的主要作用是从触摸点检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给CPU，它同时能接收CPU发来的命令并加以执行。

*四线式高性能阻性触摸屏控制器
　　
这种触摸屏利用压力感应进行控制。电阻触摸屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，这是一种多层的复合薄膜,见图0(a)所示。它以一层玻璃或硬塑料平板作为基层，表面涂有一层透明氧化金属(透明的导电电阻)导电层，上面再盖有一层外表面硬化处理、光滑防擦的塑料层，它的内表面也涂有一层涂层，在它们之间有许多细小的(小于1/1000英寸)的透明隔离点把两层导电层隔开绝缘。
　　
当手指触摸屏幕时，平常相互绝缘的两层导电层就在触摸点位置有一个接触，因其中一面导电层接通y轴方向的5V均匀电压场，使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与5V相比即可得触摸点的y轴坐标。同理得出X轴的坐标。
　　
四线电阻式触摸屏，其两层导电层都是ITO(氧化铟)涂层，在每层的两边缘各涂一条银胶，一端加5V电压，另一端加0V，即能在该透明工作面的一个方向上形成均匀连续的平行电压分布。四线电阻式触摸屏的两层ITO工作面工作时，都加上5V到0V的均匀电压分布场；触摸屏的引出线共有4条，四线电阻式触摸屏由此得名。当A面加竖直方向的电压场时，B面作为测量触摸点电压的探头；B面加水平方向的电压时，A而作探头。

1.2新型触摸屏控制器的选用

1.21 触摸屏控制器
　　
TSC2003是四线式阻性触摸屏控制器。它还可对两节电池进行直接测量，并具有两个辅助模拟输入以及温度测量和触摸压力测量功能。TSC2003具有片上2.5V基准，该基准可被用于辅助输入、电池监视器和温度测量模式。该基准在不用时还可以断电，以节省电力。这个内部基准将能够在低至2.7V的电源电压条件下工作，并监视0.5V-6V的电池电压。
　　
*其主要特点为：直接电池测量(0.5V-6V)；有片上温度测量和触摸压力测量；工作电压为2.5V至5.5V工作电压及内部2.5V基准；具有I2C接口支持,即标准、快速和高速模式；自动断电；封装型式为TSSOP-16和VFBGA-48。
　　
*其应用可在PDA、便携式仪器、销售点终端、无线寻呼机、触摸屏监视器及蜂窝电话等方面均适用。

1.22具有扬声器放大器和音频编***的可编程触摸屏控制器
　　
TSC2101是"智能型"触摸屏控制器与音频功能的高度集成的产物，主要针对Smartphone应用。"智能型"触摸屏控制器包括12位ADC、四线式阻性触摸屏用驱动器、可编程基准、辅助设备/电池监视，并具有扩充可编程性；即：ADC分辨率、求平均和模拟定时控制。TSC2101的音频子系统包括具有硬件自动增益控制功能的立体声DAC和单声道ADC、立体声16Q头戴式耳机驱动器、32Ω电话受话器驱动器、桥接8Ω扬声器驱动器和单声道输出。可提供6个模拟输入，并能够针对单端或差分操作进行配置。此外，全可编程PLL允许由所采用的任何频率范围在2MHz至50MHz的主时钟来十分灵活地生成音频时钟。
　　
该器件采用用于触摸屏、测量和音频控制的串行SPI总线以及用于音频数据传输的I2C总线。
　　
*其主要特点为：带驱动器的四线式触摸屏接口；可用于转换的可编程自控定时发生和可编程测量转换分辨率(高达12位)和求平均；具有片上温度和电池测量(高至6V)；具有硬件自动增益控制(AGC)功能、采样速率高达48kSPS的立体声音频DAC和单声道音频ADC；
　　
为立体声16Ω头戴式耳机驱动器、单声道8Ω扬声器驱动器、单声道32Ω接收机驱动器和单声道线路输出；可针对单端或全差分操作对六个音频输入进行配置；其SPI接口用于控制，I2C总线用于音频数据传输；封装型式为48引脚7X7mmQFN
　　
*可在智能型电话和PDA、蜂窝电话及MP3播放机上得到应用。