新型可编程SoC:可集成家用电器功能
|
大型家电通常利用一些集成电路(IC)实现不同的功能,包括用户界面(UI)、感应和过程控制等。美观的用户界面是烤箱、洗衣机、冰箱等家用电器的一个重要区分特性。电容式触摸感应是家用电器用户界面的常用功能,因为它们非常稳健可靠,而且其“外观和手感”是机械按键无可匹敌的。除了触摸感应功能,用户界面还提供声音和视觉反馈。大型家电也需要额外集成电路,用于感应/测量物理量,完成过程和功能选择,以及驱动最终控制元件。本文介绍了另一种将众多家用电器功能集成到一个可编程片上系统(PSoC)控制器的方法,这种方法非常灵活、成本低,能够让家用电器拥有大量差异化的特性。 图 1.可编程片上系统 将复杂系统(如大型家电)的众多功能集成到单一集成电路之中,需要采用不同的设计方法。具体而言,可编程片上系统控制器拥有模拟和数字式外设,它们通过高度可配置的信号矩阵和数据总线网格相连接,从而支持创建定制设计。图2所示为集成了一台家电众多功能的PSoC的方框图。 图 2.基于PSoC的家电解决方案的方框图 用户界面--触摸感应 用户界面是可以集成到可编程片上系统控制器的最重要功能之一。电容式触摸传感器外观美丽、易于使用,与机械式传感器、按键、控制旋钮相比,使用寿命更长。但是,家电对前面板设计的要求非常严格: · 覆盖层(PCB上的电介质材料)必须比较厚,一般超过5毫米。 · 传感器需要拒绝电器产生的电气噪音,以避免误判触摸。 为了满足这些要求,电容式传感器需要具有高信噪比(SNR)。此外,对于需要用到液体或者在被液体环绕的家用电器而言,其触摸板还必须防水。这是因为覆盖层即使存在水滴或积水也不能引起误判触摸。 此外,机械按键和旋钮提供触觉反馈,这样可方便用户了解是否已正确按下按键或者旋钮已经转动了多少。具有触摸感应功能的电器可以设置触觉反馈,还可使用小电机,形成振动,以响应触摸。然而,这种触觉反馈对大型家电而言是不切实际的。因此,设计基于电容式触摸的用户界面时,设计人员应该确保,设计中使用的电容式传感器能够提供充分的视觉和听觉反馈。请考虑下面的径向滑条示例: |






