詳解MCU在手機和平板電腦中的應用

MCU在當前手機與平板電腦應用中主要用作諸如電容式觸摸感應接口、觸摸屏接口、攝像頭接口、不同模擬傳感器輸入檢測、USB接口以及電池充電與監(jiān)控等眾多功能的協(xié)處理器。此外，負責互連上述功能的所有邏輯和接口都可以采用像用于模擬輸入的ADC、用于蜂鳴器應用的PWM、段式LCD、字符型LCD、圖形化LCD、用于音量控制的DAC、USB接口以及電容式觸摸屏接口等各種可用組件模塊設計而成。

本文將探討MCU和可編程片上系統(tǒng)(PSoC)在手機與平板電腦應用中的作用，并對此類應用存在的系統(tǒng)限制和設計挑戰(zhàn)進行評估。采用可編程器件既可以通過降低BOM成本、縮短設計周期時間來降低整體產(chǎn)品成本，還可以通過加快開發(fā)進程節(jié)約項目成本。

圖1手機設計框圖(注：加亮的模塊采用MCU進行操作。)

圖2平板電腦設計框圖(注：加亮的模塊采用MCU進行操作。)

當前的手機與平板電腦設計采用8/16/32位MCU作為不同功能的協(xié)處理器。例如，MCU可以接收來自各種模擬傳感器的模擬輸入信號：

熱敏電阻等溫度傳感器、RTD與濕度傳感器可接收模擬輸入并提供用于MCU的數(shù)字電壓。

可以測量2軸/3軸運動并將其轉換成用于MCU的數(shù)字電壓的2軸/3軸加速計。

環(huán)境光傳感器(ALS)可以實現(xiàn)對寬泛照明條件下(從黑暗到陽光直射)顯示屏背光燈亮度的自動控制。

經(jīng)過外部ADC與緩沖電路的磁傳感器輸入。

用于面部檢測與手部運動檢測的接近傳感器，以便在用戶使手機接近面部時使MCU能夠關閉鍵盤。另外，當用戶手部接近鍵盤時，MCU能夠打開鍵盤。MCU采用主機中斷功能來激活寬帶和應用處理器，以便執(zhí)行面部檢測操作。MCU通過檢測用戶的面部、耳朵或頭部的接近實現(xiàn)面部檢測，以消除觸摸屏的誤觸摸。這樣通過關斷觸摸屏能夠減少電池消耗。此功能采用IR接近傳感器實現(xiàn)。

用于平板電腦應用中比吸收率(SAR)調(diào)節(jié)的接近感應。SAR是指身體暴露于射頻(RF)電磁場時吸收能量的比率。器件需要動態(tài)調(diào)節(jié)人體附近的無線電傳輸。

驅(qū)動LCD或圖形顯示屏的外部緩沖驅(qū)動電路。帶背光燈的LCD或圖形顯示屏一般用于低端手機應用。另外，它還可以控制LCD與圖形顯示屏的背光燈。

MCU采用觸摸屏控制器處理高端手機應用中的觸摸屏接口。

MCU采用機械鍵盤處理低端手機應用中的用戶輸入。

MCU可以監(jiān)控鋰離子電池電壓，并能夠管理電池充電，以實現(xiàn)最佳充電壽命。

另外，MCU還可以用于手機中的故障檢測與數(shù)據(jù)恢復應用。

MCU采用HapTIcs(觸覺反饋技術)替代機械按鍵(其通過用力、振動或運動等觸摸方式連接用戶)。

MCU可以連接寬帶與應用處理器，而且還能夠連接其它板上外設，如：通過I2C與SPI接口連接的攝像頭接口控制器。MCU在主機(主)和從模式下連接寬帶與應用處理器，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。寬帶和應用處理器采用板上USB 2.0/3.0控制器向外部傳輸數(shù)據(jù)。