采用飛思卡爾Freedom開發(fā)平臺(tái)的觸摸界面(1)

　　最近由Erich Styger撰寫的一篇博客文章介紹了飛思卡爾Freedom開發(fā)平臺(tái)，這是一款面向Kinetis L系列微控制器(MCU)的新型經(jīng)濟(jì)高效開發(fā)平臺(tái)。這款小型81 mm x 54 mm的線路板由飛思卡爾Kinetis L系列MCU和大量實(shí)用的外設(shè)組成，可以促進(jìn)新型低功耗嵌入式軟件應(yīng)用的設(shè)計(jì)水平。為您提供用于實(shí)驗(yàn)的板載外設(shè)包括以下部件：

　　* 全速USB 2.0接口(第二個(gè)USB接口作為調(diào)試端口)
　　* 飛思卡爾MMA8451Q慣性傳感器
　　* 提供MCU信號(hào)訪問(wèn)權(quán)限、實(shí)現(xiàn)附加屏蔽的I/O接頭
　　* RGB LED，帶有每種顏色的獨(dú)立控制行
　　* 可以執(zhí)行滑塊的電容敏感的觸摸板

　　上述提及的最后一種外設(shè)——觸摸板引起了我的注意。此前我完成了觸摸接口的工作，特別是在編寫iPhone應(yīng)用程序的時(shí)候。如你所預(yù)料的一樣，面向iOS設(shè)備的Apple Cocoa Touch API僅允許在極高電平下能夠訪問(wèn)觸摸屏幕?？梢栽诘碗娖较逻M(jìn)行觸摸接口的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)機(jī)會(huì)激起了我的興趣。

　　棘手的硬件

　　在采用外設(shè)操作與裸金屬關(guān)系密切的工作時(shí)，第一個(gè)步驟便是研究硬件接口。除非屬于片上外設(shè)，這需要獲得接線圖，以便了解外設(shè)與MCU之間的關(guān)系。除此之外，你還需要MCU參考手冊(cè)，它會(huì)描述外設(shè)控制與數(shù)據(jù)寄存器的情況，以及它們駐留在存儲(chǔ)器映射的位置。我找到該線路板產(chǎn)品頁(yè)面的FRDM-KL25Z線路板電路圖。KL25子系列參考手冊(cè)內(nèi)包括與寄存器和存儲(chǔ)器映射相關(guān)的其他詳細(xì)信息。

　　圖1展示了該款開發(fā)平臺(tái)觸摸板接口的簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)框圖。線路板上的觸摸板區(qū)域采用了一對(duì)電容敏感式電極，它可以移動(dòng)滑塊。電極由兩個(gè)形狀類似直角三角形的導(dǎo)體元件組成。由于觸摸板區(qū)域在生產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)行了輕微的改造，兩個(gè)電極(而非元件)的布局可以降低微小的測(cè)量誤差。每個(gè)電極都擁有通向引腳的自身信號(hào)線，它屬于MCU的通用型I/O (GPIO)模塊。端口控制和中斷模塊(PORT)可以配置GPIO模塊，選擇電極線并且設(shè)置它們的運(yùn)行?！　?/p>

 

　　因?yàn)檫@會(huì)是一個(gè)裸金屬程序，我需要一種簡(jiǎn)單的方式來(lái)顯示滑塊的運(yùn)動(dòng)。我計(jì)劃占用RGB LED實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，這就是為何這個(gè)部件及其連接在圖中如此所示的原因。

　　這其中涵蓋了外部硬件和連接線情況。我會(huì)繼續(xù)描述內(nèi)置在MCU之中的觸摸感應(yīng)輸入(TSI)模塊。該線路板采用Kinetis MKL25Z128VLK4 MCU作為其主處理器。它是一款基于ARM Cortex-M0+內(nèi)核的低功耗32位器件，帶有128 KB的閃存和16 KB的RAM。這款MCU可以提供大量十分有用的片上外設(shè)，其中包括16位ADC、12位DAC、各種定時(shí)器、USB OTG控制器、兩個(gè)I2C模塊、多個(gè)UART和TSI模塊。