物件导向图形控制器发威电容式多点触控

传统电容式多点触控设计须使用多颗晶片才能达成，使得对成本或空间要求较高的应用，无法利用该技术实现直觉、简单的人机操作，因此半导体业者研发出以物件导向技术为基础的图形控制器，可大幅减少物料清单与电路板占用空间，同时缩短开发时程。

市场分析公司IDTechEx指出，当前全球触控萤幕市场已过半数采用电容式触控(使用表面电容或投射式电容感测机制)，并广泛应用在许多行动式消费产品，如智慧型手机和平板电脑;另外，电容式触控也开始也被应用于其他领域，包括家用电器、工业控制设备和智慧家庭。

虽然成本较低的电阻式触控萤幕亦适用于诸多产品，但以电容式触控萤幕为基础的人机介面(HMI)，可以同时增进显示亮度与响应时间，这让越来越多的工程人员趋之若鹜，基于电容式触控感测技术的多点触控功能，在未来几年也可望成为HMI主流。

通过多点触控操作可以侦测许多复杂的动作，并提供使用者更直觉、简单的操作方式。此外，多点触控允许多人同时使用同一人机介面，创造多人共享的用户体验。如果电容式触控可实现如上述的功能，那么很显然，工程团队一般会使用传统的人机介面设计架构，确保他们能以最有效的方式实现此技术。

物件导向简化多点触控电路

一般而言，实现多点触控的电路基本架构需要许多晶片，包括一个高性能的微处理器(通常需要32位元)、一个相当大的快闪(Flash)记忆体用来存储图像数据，还有一个大容量的讯框缓冲区(FrameBuffer)用于将资料对应到显示萤幕上(图1);诸多平行介面负责电路中各个积体电路(IC)之间的通讯，这对于成本或是空间限制要求较高的应用，将会受到极大限制。

图1常见的多点触控HMI系统方块图

相反的，图2介绍了一个更简单、更精简的多点触控人机介面方案，能将显示的图片，通过使用者二只手指间伸展/收缩的控制，轻松调整图片大小，也可以使用手指翻转来改变图像方向;其他还有各种手指操作功能，比如点击、翻页、剪贴簿、左右滑动与两指长按等。

图2基于物件导向设计的多点触控HMI方块图

本系统独特之处是以物件导向为设计基础，物件可以是图片、文字、小工具和重叠效果，以及特定的声音如发出哔哔声、啁啾声等;图像内容可以不按照传统以像素为单位来逐行绘制(以1/16像素的分辨率)。

这种新型的物件导向方法(来自先进图形控制器IC)，不再需要FrameBuffer或大记忆体资源来存储图像内容，并且允许使用低阶、便宜的8位元或16位元微处理器，因此系统的元件数量可显著减少，电路板占用空间也相对变小，不但缩短开发时间，还可大幅降低研发的工作量。本范例中的微处理器，是使用免费ArduinoPro开发套件中的低成本ATMEG328P及其工具进行开发。

本系统的图形控制元件，采用飞特帝亚(FTDI)嵌入式绘图引擎(EVE)系列元件FT801，通过I2C接口和内建的FT801触控协议，外接一个标准的电容式触摸控制器装置来实现。此元件同一时间可以判断五个以上的接触点位置，即使是最复杂的手指感官活动也可被侦测;内建的功能还能依照触控状态，反应出最多两百五十五个触控物件标签通知。

此产品可支援WQVGA和QVGA格式显示(分辨率最高可达512×512像素)，以及18位元的红绿蓝(RGB)显示与2位元的混色技术。这款具有小封装、高度整合的嵌入式绘图引擎元件，工作电压为3.3伏特(V);内建嵌入式唯读存储记忆体(ROM)具有各种不同物件，包括各种声音和字体，为从事创建HMI的工程师提供充分设计灵活性，以创造出不同差异化产品;内部Alpha混合与反锯齿技术大幅提高图像显示效果;除了触控控制器接口，高整合的嵌入式绘图引擎还包括一个音效输出，可连接到外部扬声器。

电容式触控HMI大有可为

电容式触控面板因诸多的操作优点，使得这项技术将会在未来几年中高度成长;只要清楚了解设计方法，找到先进的晶片方案，电容式触控HMI将有更好的性能展现。

上面的电路实例证明，采用一个创新方法，以物件方式处理图像和声音，而非传统沉重的数据方式来处理，可实现一种人机速记。

使用新一代图形显示控制器晶片的系统，只须使用较少元件、低频宽的介面，即可完成复杂并带有语音介面的HMI系统，同时还可大幅降低成本和生产的复杂度。