I2C 通信接口 - TrueTouch电容触摸屏方案的通讯接口的设计

2. I2C 通信接口

　　Cypress Designer 5.0 提供了多个I2C通信的用户模块，包括I2CHW(允许多主机通信，可以设定为主机或从机，支持7位/10位寻址模式)，EzI2Cs(工作为从机模式，占用ROM/RAM资源最少)，I2Cm(工作为主机模式)和I2Cs(工作为从机模式)。这几种I2C模块都与Philips的工业标准I2C总线接口兼容，而且不占用PSoC的数字 / 模拟模块资源，提供了从PSoC到主机的100 kbps / 400 kbps速率双向通信连接。

　　PSoC 与主机I2C 通信时，通常是对所有的行 / 列感应单元触摸检测完成后，通过一个GPIO 报告中断给主机，主机响应中断并读出所需的数据。以下方法可以确保主机读出数据的完整性：

　　While(1) {

　　TSX_ScanAllSensors(); // TSX 是Cypress 互电容检测方式用户模块

　　TSX_UpdateAllBaselines(); // 更新感应单元Baseline

　　TSX_GetCentroids(); // 获得多点的位置

　　TSX_ReportINTwithOvertime(); // 向主机报告中断，有超时控制

　　// 检测EzI2Cs 用户模块的RAM 读/写计数器，等待直到主机读出全部数据

　　while (EzI2Cs_bRAM_RWcntr != sizeof(I2Cregs)) {｝;

　　…; // 运行其它用户代码

　　｝

　　主机对I2C Structure 特定字节写入预定义数据后，可以通知PSoC 进入待机模式(定期工作模式 + 定期休眠模式)或 完全休眠模式。PSoC 在待机模式下主机可以进入休眠，PSoC 通过Sleep Timer 定期唤醒自己进入定期工作模式，检测部分感应单元(如仅扫描行单元)来获知是否有用户激活事件。如果有激活事件就通过中断唤醒主机并进入PSoC工作模式;没有就再次休眠并定期唤醒自己以降低功耗，实际的电流功耗是工作模式和休眠模式以时间加权的平均值，例如：一秒内唤醒PSoC 4 次进入工作模式检测，每次检测16ms@3.2mA，其它时间进入休眠模式@3uA，实际的电流功耗 = (16ms * 4 * 3.2mA + (1000ms – 16ms * 4) * 3uA ) / 1000ms ～= 0.208 mA。

　　PSoC Sleep mode 下将关闭Analog / Digital UM，使所有GPIO 不形成电流通路，使能I2C 通信引脚的外部中断唤醒，然后进入Sleep mode，主机随后可以调用一次I2C 读或写事件来唤醒PSoC。

　　随着手机、PDA等便携式电子产品的普及，人们需要更小的产品尺寸和更大的LCD显示屏。受到整机重量和机械设计的限制，人机输入接口开始由传统的机械按键向电阻式触摸屏过渡。2007年iPhone面世并取得了巨大成功，它采用的电容式触摸屏提供了更高的透光性和新颖的多点触摸功能，开始成为便携式产品的新热点，主机随后可以调用一次I2C 读或写事件来唤醒PSoC。

　　3. SPI 通信接口

　　SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在 EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性。

　　Cypress Designer 5.0 提供了SPIM(设定为主机模式)，和SPIS(设定为从机模式) UM。它们使用Tx Buffer / Rx Buffer，Control / Shift寄存器和Digital通信模块，实现了8bit全双工同步通讯。用户可以选择SCLK(由SPI主机产生来设定通信bps)频率和极性，LSB First等属性以支持SPI mode 0，1，2和3(见表1)。

　　表1 SPI 模式选择

　　

 

　　4. USB 通信接口

　　Cypress Designer 5.0 提供了USBUART(使用USB接口来模拟一个COM口)，和USBFS UM。

　　USBUART使用时在PSoC端和PC端就像使用串行口一样方便，用户在设定VendorID /ProductID / VendorString / ProductString / SerialNumberType /SerialNumberString / DevicePower / MaxPower这些参数后，编译项目就可以自动生成INF文件。当PSoC与PC连接后，PC安装这个INF文件，双方就可以进行双向通信。

　　USBFS支持Control / Interrupt / Bulk / Isochronous 传输，提供了USB IN / OUT控制节点的底层驱动模式，解释来自USB Host的请求并分配给相应的函数。通过USBFS Setup Wizard可以很方便的配置器件描述符，用户还可以将USB配置成HID(Human Interface Devices)器件或通用USB器件。

　　USBUART和USBFS接口都不占用PSoC的数字 / 模拟模块资源，提供了从PSoC到主机的USBFull Speed双向连接。

　　三、Cypress TrueTouch 电容触摸屏不同通讯接口的选择

　　选用Cypress TrueTouch 触摸屏解决方案时，可以根据具体应用的需要灵活选择通讯接口(见表2)。

　　表2

　　

 

　　电容式触摸屏的优点正在被广泛认可，其增强的耐用性、优雅的人机界面带给消费者全新的操作体验。随着电容式触摸屏市场的逐渐扩大，灵活的通讯接口选择将有助于Cypress TrueTouch 电容触摸屏方案更好的为用户服务。