Главная » Статьи » MPR121: Контроллер сенсорных кнопок от Freescale

MPR121: Контроллер сенсорных кнопок от Freescale

Микросхема MPR121 от Freescale является предшественником второго поколения бесконтактных клавиатурных интерфейсов, оснащенная улучшенной (по сравнению с  MPR03x) системой для точного измерения емкости электродов и более легкой настройки детектирования кнопок.

Решения, используемые в миросхеме MPR121, значительно упростили ее схему применения (рис. 1), сделав ее намного проще и прозрачнее, чем решения аналогичных конкурентов.

Рис. 1. Схема применения  MPR121

Микросхема MPR121 обменивается данными с окружающей средой через интерфейс I2C (400 кГц), работе которого помогает выходной сигнал прерывания, который может использоваться для сигнализации об обнаружении «кнопки».

Благодаря этому микроконтроллер, работающий со встроенным интерфейсом клавиатуры, может обращаться к нему только при необходимости, посвятив оставшееся время и потребляемую энергию другим задачам. Недаром мы обращаем внимание на энергетический аспект: бесконтактные клавиатуры очень часто используются в портативных устройствах с батарейным питанием.

Разработчики MPR121 использовали, помимо упомянутого выше выхода прерывания, дополнительные механизмы, поддерживающие энергосбережение и не влияющие на интерфейс. Одним из них является запрограммированный интервал сканирования «клавиатуры». В результате этого среднее потребление тока схемы составляет от 8 мкА (с интервалами между измерениями 128 мс) до 393 мкА (с интервалами между измерениями 1 мс). Производитель в примечании datasheet точно дает средние значения и обращает внимание на пиковый ток измерений, интенсивность которого составляет 1 мА.

В случае необходимости сканирование «клавиатуры» может быть остановлено, что приведет к ограничению потребления тока примерно до 3 мкА. Производитель получил такие хорошие энергетические параметры благодаря внедрению низковольтную полупроводниковую технологию: интерфейсное ядро ​​MPR121 питается напряжением 1,8 В. Для обеспечения работы в типичных цифровых системах, работающих от 3,3 В, схема имеет стабилизатор LDO с очень низким энергопотреблением, обеспечивающий требуемое значение напряжения питания при питании внешним напряжением в диапазоне 2,5…3,6В.

Как видно на схеме (рис. 1), чип MPR121 может поддерживать 12-кнопочную клавиатуру. Благодаря конфигурируемым восьми линиям ввода/вывода можно использовать для управления светодиодом любое число выводов от 0 до 8. Благодаря этому, MPR121 может поддерживать 4 «кнопки» и 8 светодиодов или другое количество в диапазоне (соответственно): 4 + n и 8-n, где n — количество линий ELE / LED, используемых в качестве входов емкостных датчиков.

Рис. 2. Материнская плата комплекта KITMPR121EVM с двумя вариантами «клавиатуры»: 12-кнопочная и 6-кнопочная и 6 светодиодами

Чтобы позволить разработчикам проверить возможности макета, представленного в статье, производитель разработал модульный оценочный комплект под названием KITMPR121EVM. Он состоит из базовой платы с микроконтроллером MC9S08QG8 и конвертера USB/UART FT232BL, на котором установлена ​​плата с системой MPR121 и прикреплена одна из двух клавиатурных панелей (фото 2):

  • с 12-кнопочной сенсорной телефонной клавиатурой,
  • с 6-кнопочной клавиатурой и 6-позиционным светодиодным полем, которое в примере из datasheet производителя используется для сигнализации нажатия «кнопки».

Комплект KITMPR121EVM питается от USB, который также используется для связи с ПК. Проведение любых тестов с помощью набора требует установки на компьютер программного обеспечения SensorToolbox, которое позволяет не только отслеживать состояние системных регистров MPR121 в различных конфигурациях (рис. 3), но также изменять их значения и наблюдать за результатами модификации.

Рис. 3. Виды окон мониторинга датчиков в SensorToolbox в различных конфигурациях комплекта KITMPR121EVM

Драйверы старших поколений бесконтактных клавиатур, производимых Freescale, характеризовались хорошими параметрами, их также было удобно использовать, но они не могли (вероятно, из-за короткой рыночной жизни) быль популярными.

Вот почему мы рекомендуем разработчикам, заинтересованным в использовании панелей HMI в своих бесконтактных решениях, проверить возможности системы MPR121, преимущества которой несколько скрыты из-за «недостатка» в виде корпуса QFN20. Такая проблема с монтажом на плату, касается, к сожалению, большинства подобных решений, поэтому к ним нужно привыкнуть.

Freescale Future Electronics UART Компоненты Микроконтроллеры

Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показанОбязательные для заполнения поля помечены *

*