GSL1680_DataSheet_Chinese_RevA12

1、/leadGSL1680 Capacitive Touchscreen Controller性能特點(diǎn)o極強(qiáng)的抗RF, LCD和電源干擾能力o完美的舒適柔和觸感o自動調(diào)屏和自動校準(zhǔn)通道數(shù)量O多達(dá)16x10O同時探測多達(dá)10個觸摸點(diǎn)O掃描順序可編程零附加元件數(shù)量O只需電源旁路電容信號處理O先進(jìn)的防電磁干擾信號處理，軟硬件協(xié)同處理O自校準(zhǔn)xXO大面積水和臉觸控抑制O支持分辨率向上和向下縮放，以匹配LCD分辨率O支持X,Y軸鏡像翻轉(zhuǎn)和90,270度旋轉(zhuǎn)模式掃描速度O單點(diǎn)觸摸鼓大可達(dá)2KHzO配置允許功率/速度優(yōu)化 響應(yīng)時間O初始延遲 10ms,（休眠狀態(tài)時第一次接觸）傳感器O支持PET或玻璃傳感器，包

2、括彎曲型材O支持單層或雙IT0層O支持單層IT0鍍屏蔽層或不鍍鍍屏蔽層O支持所有市場上所有的傳感器圖形O支持被動式觸筆面板厚度O支持玻璃最大厚度到2.5mm,視屏幕大小而定O支持塑料最大厚度到1.2mm,視屏幕大小而定接口OI2C兼容，從屬模式，400KHZO提供主機(jī)中斷信號電源O單電源供電，2.6v3.3vI/O 接 口兼容 1.8/3.3 V功耗OOO正常模式：9mA綠色模式：3mA 深度睡眠:i傳感器感應(yīng)線39Yl 8i傳感器感應(yīng)線40Yl 9I傳感器感應(yīng)線Input only僅輸入I/O I叩ut and output輸入和輸出Output only 僅輸出OD Open drain

3、output 開漏輸出Ground or Power接地或電源#Silead Inc.上海思立微電子科技有限公司多點(diǎn)電容觸控IC RevA1.2GSL1680 Capacitive Touchscreen Controller1.3.原理示意圖AVDOVSS VSSSOA SCL RXD TXD IRQAVSS VDDIOTP1界DRT3AVDO AVDOGSL1680SHUTDOWNVTESTGSL1680 Capacitive Touchscreen ControllerGSL1680 Capacitive Touchscreen ControllerI/O電源兼容1.8A/DDo 1V8

4、_OUT為1.8V電源輸出管腳。如果I/O電壓為1.8V,則VDDIO接1V8_OUT,即焊R6,不焊R5。如果I/O電壓為供電電壓, 則VDDIO接AVDD,即焊R5,不焊R6。2.概述2.1.簡介GSL168O是一款電容屏多點(diǎn)觸摸控制單芯片。8 ISilead Inc.上海思立微電子科技有限公司多點(diǎn)電容觸控IC -RevA1.2VTleadGSL1680 Capacitive Touchscreen ControllerIRQSCL SDAGSL1680采用了獨(dú)特的互電容感應(yīng)技術(shù)。它可以在1ms內(nèi)測量多達(dá)192個節(jié)點(diǎn)。 GSL1680支持廣泛的傳感器選擇，包括單層或雙層ITO,玻璃或薄膜，

5、條形或菱形或其變 種傳感器圖形，薄或厚的ITO層。GSL1680先進(jìn)的抗電磁干擾信號處理技術(shù)，使其對各種干擾，包括LCD, RF,電源 和環(huán)境完全免疫。這使得GSL1680能夠很好的適應(yīng)各種手機(jī)設(shè)計。GSL1680配備功能強(qiáng)大的32位RISC CPU,可以準(zhǔn)確地估計高達(dá)10個手指觸摸的區(qū) 域大小和觸摸中心，實(shí)現(xiàn)零延遲的手指跟蹤，極度柔軟舒適的觸控感覺。GSL1680采用了的自動調(diào)整和自動校準(zhǔn)的專利技術(shù)，從而顯著減少設(shè)計周期。更重要的 是，GSL1680使用的實(shí)時跟蹤校準(zhǔn)技術(shù)使其能夠即時補(bǔ)償由于環(huán)境溫度和濕度變化引起的性能 變化。、GSL1680提供簡單易用的主機(jī)硬件和軟件接口和完善的開發(fā)環(huán)境。

6、2.2. 資源以下是與GSL1680數(shù)據(jù)手冊一起提供的開發(fā)工具 Silead Ctouch Testing Suite and User Guide （ Silead Ctouch 測試套件和用戶指南）它包括完整的生產(chǎn)測試PC工具包和用戶指南，以協(xié)助觸摸屏模組供應(yīng)商設(shè)計和測試使用GSL1680觸摸模組。 Silead Ctouch Configure Suite and Application note （Silead Ctouch 配賈套件和應(yīng)用 說明書）它包括配置觸控模組和生成配置文件的PC工具包，以協(xié)功觸摸屏模組供應(yīng)商和手機(jī)廠商 定制觸控模組，生成配置文件和驅(qū)動程序。3電容式觸控基礎(chǔ)-3

7、.1. 傳感器和節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)、觸摸屏通常是由一些透明電極構(gòu)建的，典型的有玻璃或薄膜基板。電極一般是通過蝕刻一 種名為鋼錫氧化物（ITO）的材料而形成，這種材料具冇較高的光學(xué)清晰度和平面電阻。在ITO 蝕刻形成的x條和丫條如下圖所示。相鄰的X / Y節(jié)點(diǎn)形成互電容傳感器。圖較厚的ITO以降低光學(xué)消晰度為代價產(chǎn)生較低的平面電阻（約幾十到幾百歐姆/平方）。 較低的平面電阻一般與電容式感應(yīng)更兼容。較薄的ITO會導(dǎo)致較高的電阻（或許數(shù)百到數(shù)千歐姆/ 平方）但具備更好的光學(xué)特性。ITO圖形外細(xì)長的走線可能限制電容感應(yīng)的性能。這是這些額外的電阻和對地電容增大了 阻容時間常數(shù)。在這種情況下，觸摸屏可視面積外的走線

8、可改為絲網(wǎng)印刷導(dǎo)電油墨（非透明）。不同模組在ITO層數(shù)，ITO圖形方面也存在若一系列的取舍。菱形圖案或其他單層ITO 提供更好的光學(xué)消晰度和性價比。然而，LCD液晶屏干擾會直接耦合到ITO傳感器。有時會在基 板另-面加-個ITO屏蔽層減弱LCD干擾。雙層設(shè)計通常提供一個更有利的RC時間常數(shù)，可以一定程度上抑制下面的LCD 干擾。GSL168O可以支持現(xiàn)有的單層或雙層設(shè)計，玻璃或薄膜基板，鉆石或條狀圖案。能適應(yīng)很 大的RC時間常數(shù)。GSL1680高度自動化調(diào)整和校正技術(shù)使得改變傳感器模組變得非常容易。3.2. 掃描順序GSL1680支持多達(dá)16個掃描通道和10個感應(yīng)通道。掃描通道逐條掃描，然而，

9、掃描順序 是完全可編程的。感應(yīng)通道是完全并行。GSL1680測床電容變化X0和Y0YN之間形成的交叉 點(diǎn)，然后是XI和Y0-YN之間的交叉點(diǎn)，直到完成所有的X和Y的組合。GSL1680可以用不同的方式配宣，它可以禁用一些掃描或感應(yīng)通道，使他們不會 被掃描到，這可以被用來改善整體掃描時間。雖然感應(yīng)通道是并行的，每個通道寫入存儲器中的 數(shù)據(jù)順序是完全可編程的。這為FPC或PCB設(shè)計提供了很大的靈活性。用戶可以通過Silead Ctouch配置套件改變掃描順序或感應(yīng)數(shù)據(jù)順序，或者直接修改GSL1680配置文件。3.3. 觸摸屏的靈敏度觸摸屏的靈敏度由于基板的一致性，電極圖案一致性和控制芯片本身的特性

10、而有程度不相 同的起伏。觸摸屏邊緣由于電極設(shè)計本身的差異往往靈敏度和觸摸屏中心冇很大差別，GSL1680 自動補(bǔ)償整個觸摸屏使其靈敏度趨向一致。觸摸屏的上方和下方常有其他金屬材料或涂層存在，影I響整體靈敏度。GSL1680在觸摸屏附近存在大面積地平面時仍然保持良好的靈敏度。觸摸屏前面的保護(hù)面板的材料電介系數(shù)和厚度對靈敏度有很大影響。保護(hù)面板越厚，測量 電容變化的信號信噪比越低，因而觸摸屏的分辨率也越低。在-般情況下，玻璃面板的信噪比幾 13Silead Inc.上海思立微電子科技有限公司多點(diǎn)電容觸控IC -RevA1.2VTleadGSL1680 Capacitive Touchscreen

11、Controller乎是薄膜的兩倍。GSL1680能很好支持玻璃或薄膜面板。塑料保護(hù)面板厚度達(dá)1.5亳米，玻璃約 3亳米（取決于屏幕尺寸和布局后）時GSL1680仍能提供良好的性能。4. 操作細(xì)節(jié)4.1.上電和復(fù)位GSL1680由單電源供電，范圉從2.6V3.3V. GSL1680有片內(nèi)上電篦位（POR）電路上電 后，GSL1680在5毫秒內(nèi)進(jìn)入正常工作模式。為了使POR正常工作，VDD必須下降到1.6V以下。 GSL1680還具有一個RESET引腳。RESET引腳賈低至少100 ns器件回到復(fù)位狀態(tài)。釋放RESET后 GSL1680在5亳秒內(nèi)進(jìn)入正常工作模式。RESET引腳內(nèi)部有上拉電阻，因

12、此可以懸空。芯片經(jīng)歷一個上電復(fù)位后，便通過IRQ引腳向主機(jī)發(fā)出中斷信號。中斷標(biāo)志表明是上電復(fù) 位消息（參考GSL1680應(yīng)用指南）。該功能可用于檢測任何意外斷電突破事件，因此允許主機(jī)采 取任何必要的措施，例如重新配置GSL1680。軟件復(fù)位命令可以用來通過I2C復(fù)位芯片（參考GSL1680應(yīng)用指南）。軟件復(fù)位僅需要1 毫秒。軟件復(fù)位或RESET引腳復(fù)位事件將不會觸發(fā)上電復(fù)位中斷。42校準(zhǔn)校準(zhǔn)期間GSL1680會檢測每個通道的本底電容。校準(zhǔn)發(fā)生在芯片復(fù)位和下列情況：通道停留存檢測到人體觸捋的時間超過自動校準(zhǔn)最大間隔某一通道上的信號在反方向上超過觸摸門檻，而其他信道沒有檢測到任何觸控用戶發(fā)出強(qiáng)制校

13、準(zhǔn)命令4.3.通訊、4.3.1. 通訊協(xié)議GSL1680使用I2C兼容接口進(jìn)行通信。GSL1680不推薦查詢方式，因?yàn)樗挥性跀?shù)據(jù)包 發(fā)生更新時才會拉高IRQ線，提示新的數(shù)據(jù)包到來。4.3.2. I2C兼容地址GSL1680支持單個I2C兼容的設(shè)備地址，0x40的。該地址左移一位，形成的SLA + W 或SLA + R的與I2C兼容的地址。SLA + W和SLA+ R的地址格式Bit 7Bit 6Bit 5Bit 4Bit 3Bit 2Bit 1BitOAddress: 0x40Read/Write4.3.3.寫入設(shè)備、一個寫周期，包括一個起始標(biāo)志和設(shè)備的I2C兼容地址（SLA + W,）。下

14、一個字節(jié)是要 寫入的地址。隨后傳輸?shù)亩鄠€字節(jié)實(shí)際數(shù)據(jù)-分別寫入地址指針指句的位置，地址指針+1指向的位 置，地址指針+2指向的位置、停止標(biāo)志表示寫操作結(jié)束。新的寫周期必須發(fā)送另一個地址指針。請注意，如果寫周期以 新的起始標(biāo)志結(jié)束，GSL1680不一定能正確響應(yīng)。下圖的例子顯示了在地址0x80開始的地方連續(xù)寫入4個字節(jié)的數(shù)據(jù)。范例：在地址0x80寫入0x12345678四個字節(jié) STARTSLAW 0x800x340x560x78STOP 15Silead Inc.上海思立微電子科技有限公司多點(diǎn)電容觸控IC -RevA1.2VTleadGSL1680 Capacitive Touchscreen

15、 Controller#Silead Inc.上海思立微電子科技有限公司多點(diǎn)電容觸控IC -RevA1.2VTleadGSL1680 Capacitive Touchscreen ControllerWrite DataWrite Address4.3.4.讀取設(shè)備若要從設(shè)備讀取，通常經(jīng)歷兩個I2C兼容總線事件：第一是寫入地址指針，二是接收實(shí)際 讀取數(shù)據(jù)。并不是每次讀取都要設(shè)置地址指針。每次讀取時地址指針都會自動更新。不設(shè)置新的地址 指針，下一次讀操作會從上次結(jié)束的地方開始。寫和讀周期包括起始標(biāo)志和設(shè)備的I2C兼容的地址（SLA + W或者SLA+ R）。每個循環(huán) 每個寫或讀操作必須以結(jié)束標(biāo)志

16、完成，如果以新的起始標(biāo)志結(jié)束寫或讀操作，GSL1680不一定能 正確響應(yīng)。下圖顯示了從地址0x80讀取四個字節(jié)。范例：從地址0x80讀取四個字節(jié)STARTSLA+W0x80STOPWrite AddressSTARTSLA+廠0x120x340x560x78STOPRead Data435SDA, SCLI2C兼容總線包含傳輸數(shù)據(jù)信號線和時鐘信號線，分別是SDA和SCLo這些都是開漏極 連接，即I2C兼容主設(shè)備和從設(shè)備只能驅(qū)動這些信號線為低或不驅(qū)動。不驅(qū)動時上拉電阻（Rp） 將他門拉至VDDo上拉電阻應(yīng)使SDA和SCL上升時間滿足I2C兼容的規(guī)格，通常范圍從1 K-10 K歐姆。4.3.6.

17、IRQ 中斷 IRQ是高電平有效的中斷輸出引腳，用來提醒主機(jī)，新的數(shù)據(jù)或上電復(fù)位事件。這樣減少 I2C兼容總線的浪費(fèi)。主機(jī)應(yīng)該始終只在中斷到來時才讀取消息。避免查詢方式。如果查詢不可避免，建議同一 數(shù)據(jù)讀兩次。兩次讀取結(jié)果一致則數(shù)據(jù)有效。避免數(shù)據(jù)更新和讀取同時發(fā)生引起的數(shù)據(jù)錯誤。44運(yùn)行模式GSL1680包含一個睡眠模式和三種運(yùn)行模式4.4.1.睡眠模式GSL1680 SHUTDOWN引腳拉低時，會進(jìn)入睡眠模式，此時GSL1680消耗展少的能 Wo SHUTDOWN引腳拉高，GSL1680從睡眠模式喚醒，準(zhǔn)備接受主機(jī)的命令，進(jìn)入運(yùn)行模 式。建議將SHUTDOWN引腳連接到主機(jī)的GPlOo當(dāng)觸摸

18、屏不需要運(yùn)行時，主機(jī)可以把控制 GSL1680進(jìn)入睡眠模式。亠4.4.2.運(yùn)行模式GSL1680運(yùn)行模式由很多掃描周期組成。每個周期對觸摸屏掃描一次，剩下的時間里 GSL1680 處于靜止。按掃描周期的長短，GSL1680運(yùn)行模式包含三個狀態(tài)，正常，低速和綠色狀態(tài)。每個狀態(tài) 的掃描速度分別由 ACTIVE_SCANDELAY, LOW_SCANDELAY 和 GREEN_SCANDELAY 配置。如果有通道被觸摸，GSL1680進(jìn)入正常狀態(tài)，并停留在此狀態(tài)直到距離最后一次觸摸得時 間超過ACTIVE_SCANDELAY中的設(shè)置。然后器件進(jìn)入低速掃描狀態(tài)，如果任何通道被觸摸，設(shè)備將 立即返回到正

19、常狀態(tài)，否則，它停留在此狀態(tài)直到停留時間超過LOW_TIMEOUT中的設(shè)置，然后進(jìn) 入綠色狀態(tài)。一旦有通道被觸摸，GSL1680立即返回正常狀態(tài)正常，低速和綠色狀態(tài)的掃描速度/報幀率和狀態(tài)轉(zhuǎn)移的時間都通過Silead Ct ouch Configure SuiZe配置工具或GSL1680配置文件設(shè)置。默認(rèn)的正常，低速和綠色狀態(tài)的報幀率，分別為60, 30和5。最大允許的報幀率是200惋 /秒，鍛小允許的報告率是0. 5幀/秒。同一幀可能報告多個觸摸點(diǎn)。4.5.、電路元件X 4.5.1.旁路電容建議每個VDD和AVDD電源都加一個100 nF和一個4.7 u F的陶瓷旁路電容，（總共4 電容器）

20、。連接電容的器件引腳的PCB走線長度不得超過5毫米，以防止寄生電感降低濾波效 果。4.5.2.PCB的清潔度一般來說電容傳感電路對現(xiàn)在常用的無需消潔松香是兼容.如果PCB需要返工，以任何方式清潔，建議徹底消除電容傳感器附近的所有殘留助焊 劑。等它徹底干燥后再進(jìn)行進(jìn)一步的測試。4.6. 信號處理4.6.1.抗電磁干擾觸摸屏?xí)艿絹碜訪CD, RF和電源的電磁干擾。任何噪音可能大到足以壓制有效的觸摸 信息，造成虛假的報告。GSL1680采用的專利技術(shù)，分階段去除這些EMI干擾和恢復(fù)損壞的有效信號，達(dá) 到完全免疫。GSL1680的高級抗電磁干擾技術(shù)，使GSL1680在EMI設(shè)計很差的手機(jī)上 也能很好

21、工作。、4.6.2 懸空觸控終端如果觸控終端不是京在在一個人的手中，而是放在桌子上，這構(gòu)成一個懸空觸控終端。這 是由于設(shè)備缺乏良好的與人體共地點(diǎn)，靈敏度大為降低。GSL1680是專門針對懸空觸控終端進(jìn)行噪聲抑制，使得GSL1680在手機(jī)/ PAD懸空時保 持同手持一樣的靈敏度。fV4.6.3. 相鄰手指干擾/手指分離度當(dāng)兩個手指相隔很近時觸摸觸控面板，通常兩個手指可能被誤認(rèn)為一個手指，引起誤報。GSL1680使用獨(dú)特的相鄰手指干擾的觸控補(bǔ)償技術(shù)，以減少手指間的干擾，即使兩個手 指的距離小于10cm時，GSL1680也能給出準(zhǔn)確的觸摸個數(shù)和準(zhǔn)確的觸摸坐標(biāo)。4.6.4. 臉部和水的抑制當(dāng)觸摸屏上存

22、在大面積水或觸摸屏靠近臉部時，會引起大面積觸摸。GSL1680針對大面 積觸摸作了專門處理。臉部抑制需要考慮觸摸區(qū)域大小和形狀。保證抑制無效觸摸（大）時，有效（小）觸摸仍 然冇效?？紤]臉觸摸的形狀，或者更確切地說是觸摸的寬高比，確保一個狹長形（通常是手 指）是允許的，而寬的形狀（如臉）被抑制。觸摸屏大面積水抑制與臉類似，但形狀更隨機(jī)。GSL1680確保小觸碰被允許，而大面積觸 碰被抑制。使得水域以外的手指觸摸不會受到影響。5. 使用 GSL16805.1.連接主機(jī)除了電源外，GSL1680通過4個信號線與主機(jī)相連。電源電壓范圍從2.6V至3.3V。SDA利SCL是I2C兼容信號線。這兩個引腳為

23、開漏。IRQ是到主機(jī)的中斷信號。建議將SHUTDOWN連接到主機(jī)的GPlOo如果主機(jī)拉低SHUTDOWN, GSL1680將進(jìn)入睡 眠模式，消耗最少的功率。為了喚醒GSL1680,主機(jī)釋放DEEPSLEEP,并發(fā)送一個 START_COMMAND到GSL1680啟動。如果不需要睡眠功能，DEEPSLEEP引腳可懸空。5.2. 配置 GSL1680GSL1680可配置的參數(shù)非常多。配置GSL1680的參數(shù)可通過直接修改GSL1680配置文 件完成，也可通過圖形界面Silead Ctouch生成配置文件。當(dāng)GSL1680被初始化時，GSL1680 配置程序會自動讀取配置文件寫入GSL1680.更多

24、信息可以從GSL1680應(yīng)用指南中找到。5.3. 與主機(jī)通信主機(jī)可以直接讀寫GSL1680寄存器。這些寄存器包括GSL1680的消息信息，觸摸信 息，和指令隊列寄存器。與GSL1680 一起提供的包括預(yù)先定義的API范例（參考GSL1680應(yīng)用指南）。19Silead Inc.上海思立微電子科技有限公司多點(diǎn)電容觸控IC -RevA1.2VTleadGSL1680 Capacitive Touchscreen Controller5.4.GSL1680啟動步驟GSL1680通電后，IRQ線將被拉低，消息寄存器會表明是上電復(fù)位中斷。主機(jī)驅(qū)動程序 會配置和初始化GSL1680o一旦初始化完成，主機(jī)將

25、啟動GSL1680。GSL1680將進(jìn)行校準(zhǔn)然后進(jìn)入綠色運(yùn)行模式。 一旦檢測到觸摸，GSL1680將過渡到正常運(yùn)行模式，并將IRQ拉高，中斷主機(jī)報告觸摸事件。6. 規(guī)格參數(shù)6.1.工作條件參數(shù)最小值標(biāo)準(zhǔn)值最大值電源電壓2.6v2.8v3.3v電源波紋+噪聲300mV工作溫度-20C+25C+85C6.2. 直流（DC）規(guī)格參數(shù)參數(shù)描述最小值標(biāo)準(zhǔn) 值最人單位備注Idd平均電源電流，60Hz, 1 個觸摸點(diǎn)8mAVil邏輯輸入低電壓-0.50.3 VddVVih邏輯輸入高電壓0.7 VddVdckO.5VVol邏借輸出低電壓0.2VddVoh邏輯輸出高電壓0.8VddVlil輸入漏電流0.0011

26、uA6.3. I2C兼容總線規(guī)格參數(shù)范圍地址0X40嚴(yán)大的總線速度（SCL）400KHZ開啟條件保持時間650 ns停止條件建立時間650 nsSDA / SCL/上升時間 200 ns6.4. 功耗參數(shù)范圍Note備注睡眠模式30uA運(yùn)行模式綠色狀態(tài)3mA5 frame/s運(yùn)行模式低速掃描狀態(tài) 6mA30 frame/s運(yùn)行模式正常模式9 mA60 frame/s6.5.潮濕敏感度等級MSL RatingPeak Body TemperatureSpecificationMSL3260CIPC/JEDEC-STD-020#Silead Inc.上海思立微電子科技有限公司多點(diǎn)電容觸控IC -RevA1.2VTleadGSL1680 Capacitive Touchscreen Controller/leadGSL1680 Capacitive Touchscreen Controller7.封裝71機(jī)械尺寸D+亠Top ViewUUUUUUUUUU+DI21nnnlnnnnnnBottom View23Silead Inc.上海思立微電子科技有限公司多點(diǎn)電容觸控IC -RevA1.2VTleadGSL1680 Capacit