1、VTleadGSL1680 Capacitive Touchscreen Controller性能特點O極強的抗RF, LCD和屯源干擾能力 完美的舒適柔和觸感自動調屏和自動校準O通道數量O 名達16x10O同時探測多達10個觸摸點O掃描順序可編程-零附加元件數SO只需電源旁路電容先進的防電磁干擾信號處理，軟®件協同處理 自校準大面積水和臉觸控抑制支持分辨率向上和向下縮放*以匹配LCD分辨率 支持K畀軸鏡像翻轉和90,270度旋轉模式O掃描速度O單點觸摸a大可達2KHI4 / 24o配置允許功率/速度優化響應時間O初始延遲 10ms,（休眠狀態時第一次接觸） 傳感器支持PET或玻璃傳

2、感器，包括彎曲型材 支持單層或雙ITO層支持單層IT0鍍屏蔽層或不鍍鍍屏蔽層 支持所有市場上所有的傳感器圖形 支持被動式觸筆O面板厚度OO接口O支持玻璃最大厚度到2.5mnb視屏幕大小而定 支持塑料最大厚度到r2mm,視屏幕大小而定O電源OI2C兼容F從屬模式，400KHZ 提供主機中斷信號單電源供電，2.ev-33vSilead Inc.上海思立微電子科技有限公司”多點電容觸控忙RevAl.2GSL1680 Capacitive Touchscreen ControllerI/O 接 口兼容 1.8/3.3 V功耗0OO封裝O正常模式: 綠色模式: 深度睡眠:(9mA(3mA 估OuAClF

3、N40r 5x5 mm2Silead Inc 上海思立微電子科技有限公司-多點電容觸控IC RevAL2GSL1680 Capacitive Touchscreen Controller6 / 24目錄 性能一冃錄+31.管腳和原理圖1.1.管腳圖1.2.管腳說明1.3.原理示意圖4.5.1. 旁路電容IS簡介1022 資源103. 電容式觸控基礎傳感器和節點結構3.2.掃描順序1133.觸摸屏的靈敏度11219 / 24124. 操作細節12上電和復位4.2.校準124.3.1243.1.通訊協議43.2.I2C兼容地址,433.寫入設備一4.3.4.讀取設備通訊.12121313SUead

4、 inc 上海思立微電子科技有限公司-多點電容觸控IIC RevAL2/lead GSL1680 Capacitive Touchscreen Controller4.3,5. SDA, SCL144+36 IRQ 中斷144A 運行摸式,14441. 睡眠模式15442. 運行模式.4.5*電路元彳牛.13154占2PCB的清潔度1646 信號處理4.6.1.抗電磁干擾164.6.2.懸空觸控終端164.5.3.相鄰手指干擾/手指分離度164.6.4.臉部和水的抑制16171752配置 GSL1680175.3.與主機通信175.4.GSL1580啟動步驟185. 使用 GSL1680連接主

5、機186.規格參數.6.1.工作條件186.2.直流（DC）規格參數1S6.3.I2C兼容總線規格.6.4.功耗19潮濕敏感度等級19SHead Inc 上海思立微電子科技有限公司多點電容觸控IC RevAl.2VneadGSL1680 Capacitive Touchscreen Controller7.封裝207.1.機械尺寸7.2.Marking7.3.Part Numbers.20218+ Revision History2210 / 2422Silead Inc上海思立微電子科技有限公司多點屯容觸控IC RevAl,2GSL1680 Capacitive Touchscreen Co

6、ntroller1.管腳和原理圖l.L管腳圖I AVDDI XLI，I XLI440 M j o232313flGNDXL?XL*VI 1127VI 5VI 11GSL1680VI 415X JXI ID34X 2XI 923XI.XJ H22XI OGKD10II 12AVDDIJ 145 hi 17 IR19201.2.管腳說明IViLOVTSPAsiGPIGOGFIQl 一vnnioSa孝 ctd 口 wnUTNC13 / 24Pin NameTYPEComment1AVDDP模擬電源2 XL150傳感器驅動線3XLU0傳感器驅動線4Xl 130傳感器驅動線5Xl 120傳感器驅動線6X

7、L110傳感器驅動線7XMO0傳感器驅動線8XL90傳感器驅動線Silead Inc,上海思立微電子科技有限公司-多點電容觸控IC -RevAl.2GSL1680 Capacitive Touchscreen Controller9Xl 80伎感器驅動線10GNDP電源地111V8 OUT0/輸出12SDAl/ODI2C數據線13SCL1I2C時鐘線14GPilOO/RXDI/OUART或GPIO引腳15GPIO1/TXDI/OUART或GPIO引腳16VDDIOP10電源17IRQ0中斷18GNDP電源地19Shutdown1深度睡眠控制，低冇效20VTNC0沒有連接21AVDOP模擬電源2

8、2XI 00傳感器驅動線23XI 10傳感器驅動線24XL20傳感器驅動線25Xl 30,傳感器驅動線26Xl 40I傳感器驅動線27Xl 50I伎感器驅動線28XL60傳感器驅動線29XL?0I傳感器驅動線30GND0電源地31YI 01'傳感器感應線32Yl 11傳感器感應線33YL21樓感器感應線34Yl 31傳感器廣應線35Y|41傳感器感應線36YL51傳感器感應線37Yl 61傳感器感應線38Y|71傳感器感應線39Yl 81傳感器感應線40Yl 91傳感器感應線Input only僅輸入I/O Input and output 輸入和輸出Output only 僅輸出OD

9、 OpEn drain output 開漏輸出Ground or Power接地或電源Silead Inc.上海思立微電子科技冇限公司-多點電容觸控If RevAl.2GSL1680 Capacitive Touchscreen Controllerilead1,3,原理示意圖Ti： RSOflAVDD0HULTVTOUCHVDOfO 6ORC1 土 a= t7iiP * Q DtGF04020402C3i DM#0402:ni:4K7:O«2"KTGW toS：L JtaiflC5 豐 +7uF(MQ2IRQTPl, 73 口AVDD AVDDMSVDDIOealLUOV

10、S3VSSSDASCL盟TKOFROXI 0XliXI二Xl_3X1.4XI 6Xl：8XI 7 心 2 Xl_1Di XI 111. X112 XI工 K1_H X!_1!SHt/TOOW*rVTESTTVajOUTYT 1YI2Yll 3vQ*Yll.SYl, 8¥17VI a vTo VI ?:X： 1MXf 2XJI 32flXII 4J7列5xj eXII 7iJLaftXI iTXI IDAXI 11g.XI 1；-！31XI 145XI IfAlY1 1Ml心SxZt 435鬥5aeYT flsrVI 7ayi tlb勺40XII aI/O電源叢容1.8/VDD。1V8

11、_OUT為1.8V電源輸出管腳如果I/O電壓為L8V,則VDDIO接1V8_OUT,即焊R6,不焊R久 如果1/0電壓為供電電壓, 則/0010接AVDD,即焊R5,不焊R6.2.概述2.1.簡介8Silead inc上海思立微電子科技有限公司-多點電容觸控IC RevAl.214 / 24GSL168O是一款電容屏多點觸摸控制單芯片。VTleadGSL1680 Capacitive Touchscreen ControllergSilead Inc, 上海思立微電子科技有限公司-多點電容觸控IC RevAL216 / 24IRQSCL SDAGSL16S0采用了獨特的互電容感應技術。它可以在

12、1ms內測量多達192個節點。GSL168O支持廣泛的傳感器選擇，包括單層或雙層IT6玻璃或薄膜，條形或菱形或其變 種傳感器圖形，薄或厚的IT0層.GSL16S0先進的抗電磁干擾倍號處理技術，使其對各種干擾，包括LTD, RF,電源 和環境完全免疫口這使得GSL1680能夠很好的適應各種手機設計。GSL1680配備功能強大的32位RISC CPU,可以準確地估計高達10個手指觸摸的區 域大小和觸摸中心，實現零延遲的手指跟蹤，極度柔軟舒適的觸控感覺.GSL1680采用了的自動調整和自動校準的專利技術，從而顯著減少設計周期.更重要的 是，GSL1680使用的實時跟蹤枝準技術使其能夠即時補償由于環境

13、溫度和濕度變化引起的性能 變化4資源GSL1680提供簡單易用的主機硬件和軟件接口和完善的開發環境。2.2.以下是與GSL1680數據手冊一起提供的開發工具> Siiead CtQUch Testing Suite and User Guide CSilead Ctouch 測試套件和用戶指南）它包括完整的生產測試PC工具包和用戶指南，以協助觸摸屏模組供應商設計和測試使用GSL1680觸摸模組B> Silead Ctouch Configure Suite and Application note CSilead CtOUCh 配置套件和應用 說明書）它包K配置觸控模組和生成配置文

14、件的耳工具包，以協助觸摸屏模組供應商和手機廠商 定制觸控模組，生成配4文件和驅動程序。3.電容式觸控基礎3.1. 傳感器和節點結構觸摸屏通常是由一些透明屯極構建的，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清晰度和平面電阻.在ITO 燭刻形成的試條和Y條如下圖所示。相鄰的X / Y節點形成互電容傳感器*較厚的ITO以降低光學淸晰度為代價產生較低的平面電阻（約幾十到幾百歐姆/平方）a 較低的平面電阻一般與電容式感應更兼容.較薄的ITO會導致較髙的電阻（或許數百到數干歐姆/ 平方）但具備更好的光學特性，ITO圖形外細長的走線可能限制

15、電容感應的性能.這是這些額外的電阻和對地電容增大了 阻容吋間常數。在這種情況下，觸摸屏可視面積外的走線町改為絲網E卩刷導電油墨（非透明）0不同模組在ITO層數，ITO圖形方面也存在著一系列的取舎。菱形圖案或其他單層ITO 提供更好的光學淸晰度和性價比0然而，LCD液晶屏干擾會直接耦合到ITO傳感器.有吋會在基 板另一面加一個ITO屏蔽層減弱LCD干擾。雙層設計通常提供一個更有利的RC吋間常數，可以一定程度上抑制下面的LCD干擾。GSL16S0可以支持現有的單層或雙層設計，玻璃或薄膜基板，鉆石或條狀圖案。能適應很 大的RC時間常數.GSL1680髙度自動化調整和校正技術使得改變傳感器模組變得非常

16、容易a3,2,掃描順序GSL1680支持多達16個掃描通道和10個感應通道.掃描通道逐條掃描，然而，掃描順序 是完全可編程的a感應通道是完全并行.GSL1680測足電容變化X0和¥0-YN之間形成的交叉 點，然后是K1和Y0-YN之間的交叉點，直到完成所有的X和¥的組合.GSL1680可以用不同的方式配置，它可以禁用一些掃描或感應通道，使他們不會 被掃描到，這可以被用來改善整休描時間。雖然感應通道是并行的，每個通道寫入存儲器中的 數據順序是完全可編程的。這為FPC或PCB設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數據順序，或者a

17、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而有程度不相 同的起伏。觸摸屏邊緣由于電極設計本身的差異往往靈敏度和觸摸屏中心冇很大差別，GSL16S0 自動補償整個觸摸屏使其靈敏度趙向一致。融摸屏的上方和下方常有其他金屈材料或涂層存在，齡響整體靈敏度.GSL1680在觸摸屏附近存在大面積地平面時仍然保持a好的靈敏度口觸摸屏前面的保護面板的材料電介系數和厚度對靈敏度有很大影響.保護面板越厚，測量 屯容變化的信號信噪比越低，因而觸摸屏的分辨率也越低。在一般情況下，玻璃面板的信噪比幾/leadGSL1680 Capacitive

18、 Touchscreen Controller乎是薄膜的兩倍。GSLieSO能很好支持玻璃或薄膜面板.塑料®護面板厚度達L5亳米，玻璃約 3毫米（収決于屏幕尺寸和布W后）W GSL16BO仍能提供a好的性能.4操作細節4.1. 上電和復位G5L1680由單電源供電，范闔從Z.6V33V. GSL1680冇片內上電g位CPOR）電路上電 后，GSL1680在5毫秒內進入正常工作模式.為了使POR正常工作，VDD必須下降到以下. GSL16S0還具有一個RESET引腳.RESET引腳置低至少100 ns器杵回到復位狀態a釋放RESET后 GSL16S0在5毫秒內進入正常工作模式.RESE

19、T引腳內部冇上拉電阻，因此可以懸空.芯片經歷一個上電復&后，便通過IRQ引腳向主機發出中斷信號.屮斷標志表明是上電復 位消息（參考GSL16SO應用指南）.該功能可用于檢測任何意外斷電突破事件，因此允許主機采 取任何必要的措施，例如重新配HgSL1680o軟件復位命令可以用來通過I2C復位芯片（參考GSL168O應用指南）°軟件S位僅需要1 亳杪a軟件復位或RESET引腳復位事件將不會觸發上電復位中斷04,2. 校準校準期間GSL1680會檢測毎個通道的本底電容.校準發生在芯片復位和下列情況-通道停留在檢測到人體觸控的吋間趙過自動校準最大間隔某一通道上的信號在反方向上超過觸摸

20、門檻，而共他信道沒有檢測到任何觸控用戶發出強制校準命令4.3,通訊43,1.通訊協議G3L16e0使用I2C兼容接口進行通信。GSL1680不推薦査詢方式，因為它只有在數據包 發生更新吋才會拉高IRQ線，提示新的數據包到來.43,2. I2C兼容地址12Silead Inc.上海思立微電子科技有限公司-多點電容觸控IC -RevA1218 / 24GSL1680 Capacitive Touchscreen ControllerGSL1680支持單個I2C兼容的設備地址，0x40的.該地址左移一位，形成的SLA + W或SLA + R的與I2C兼容的地址口SU十W和SLA+ R的地址格式Bit

21、? 1BiteBitsBit 4Bit 31Bit 2BitlBitOAddress: 0x40Re ad/Write43.3,寫入設備一個寫周期，包括一個起始標志和設備的I2C兼容地址SLA + W, ) °下一個字節是要 寫入的地址。隨后傳輸的多個字節-實際數據-分別寫入地址指針指向的位置，地址指針+1指向的位 置，地址指針+2指向的&置停止標志表示寫操作結束.新的寫周期必須發送另一個地址指針n請注意，如果寫周期以 新的起始標志結束，GSL1630不一定能正確響應.下圖的例子顯示了在地址0対。開始的地方連續寫入4個字節的數據。范例：在地址0x80寫入0x12345678四

22、個字節STAET£LA+1f肛帥帥12扇A葉旳STOP14Silead Inc上海思立微電子科技有限公司-多點電容觸控IC -RevAL220 / 24Wi'ite IXitarilc Address4.3-4.讀取設備若要從設備讀取，通常經歷兩個I2C兼容總線事件：第一是寫入地址指針，二是接收實際 讀取數據。并不是每次讀収都要設a地址指針。每次讀取時地址指針都會自動更新.不設置新的地址 指針，下一次讀操作會從上次結束的地方開始a寫和讀周期包括起始標志和設備的I2C兼容的地址CSLft + W或者SLA+ R) °每個循環 每個寫或讀操作必須以結束標志完成，如果以新

23、的起始標志結束寫或讀操作，GSL1680不一定能 正確響應B下圖顯示了從地址加80讀収四個字節。范例：從地址0x80讀取四個字節START0疝0STOPWrite AddressSTOPstartSLA+H譏埠tbCMOx砧Tjt 麗4.3,5. SDA, SCLI2C兼容總線包含傳輸數據信號線和時鐘信號線，分別是SDA和SCL,這些都是開漏極 連接，即I2C兼容主設*和從設*只能驅動這些信號線為低或不驅動.不驅動吋上拉電阻（Rp） 務他門拉至VDD.上拉電阻應使SDA和SCL .L升時間滿足I2C兼容的規格，通常范圍從1 K-10 K歐姆。4.3.6. IRQ 中斷IRQ是髙電平有效的中斷輸

24、出引腳，用來提醒主機，新的數據或上電復位事件.這樣減少 I2C兼容總線的浪費.主機應該始終只在中斷到來時才讀取消息。避免査詢方式。如果査詢不可避免，建議同一 數據讀兩次.兩次讀取結果一致則數據有效.避免數據更新和讀取同時發生引起的數據錯誤。44運行模式GSLieeo包含一個睡眠模武和三種運行模式臼d GSL1680 Capacitive Touchscreen Controller4.4丄睡眠模式GSL1680 SHUTDOWN引腳拉低時，會進入睡眠模式，此時GSL1680消耗最少的能 a. SHUTDOWN引腳拉高'GSL1680從睡眠模式喚醒，準備接受主機的命令，進入運行模 式.建

25、議務SHUTDOWN引腳連接到主機的GPlOo當觸摸屏不需要運行時，主機可以耙控制 GSL16S0進入睡眠模式。4.4.2.運行模式GSL1680運行模式由很多掃描周期組成a每個周期對觸摸屏掃描一次F剩下的吋間里GSL1680處于靜止0按掃描周期的長短，GSL1680運行模式包含三個狀態，正常.低速和綠色狀態.每個狀態 的掃描速度分別由 ACTIVE_SCAQ)ELAY, LOW_SCAWELAV 和 GRBEN_SCANDELAY 配置.如果冇通道被觸捺，GSL1680進入正常狀態，井停ffl在此狀態直到距離晟后一次觸摸得時間超過AmVE_SCANl)EUW中的設置。然后器件進入低速掃描狀態

26、，如果任何通道被觸摸,設備將然后進67 ouch立即返回到正常狀態，否則，它停留在此狀態直到停留時間超過LOW_TIMEOUT中的設置, 入綠色狀態a 旦有通道被觸摸.GSL1680立即返回正常狀態正常，低速和綠芭狀態的掃描速度/報幀率和狀態轉移的時間都通過"展由 fSui【亡配置工具或GSL1680配置文件設置a默認的正常，低速和綠色狀態的報幀率，分別為60,孔和5*最大允許的報幀率是200幀 /秒，最小允許的報告率是05幀/秒.同一幀可能報告多個觸摸點.4.5.電路元件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

27、電容器)O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S4.5.2. PCB的清潔度一般來說電容傳感電路對現在常用的無需消潔松香是兼容n如果PCB需要返工，以任何方式淸潔，®議徹底淸除電容傳感器附近的所有殘留助焊 劑n等它徹底干燥后再進行進一步的測試a4.6. 信號處理4.6.1.抗電磁干擾觸摸屏會受到來自LCD, 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，分階段去除這些EMI干擾和恢復損壞的有效信號，達 到完全免疫.GSL1680的高級抗電磁干擾技術，使GSL1680在EMI設計很

28、差的手機上 也能很好工作。4.6.2.懸空觸控終端如果觸控終端不是拿在在一個人的手中，而是放在桌子上.這構成一個懸空觸控終端。這是由于設備缺乏a好的與人體共地點.靈敏度大為降低GSL1680是專門針對懸空觸控終端進行噪聲抑制F使得GSL1680在手壯PAD懸空時保 持同手持一樣的靈敏度.4.6.3.相鄰手指干擾/手指分離度當兩個手指相隔很近時觸摸觸控面板，通常兩個手指可能被課認為一個手指，引起謀報*GSL1680使用獨特的相鄰乎指干擾的觸控補償技術，以減少乎指間的干擾，即使兩個手 指的距離小于10cm時，GSL1680也能給出準確的觸摸個數和準確的觸摸坐標。4.6.4,臉部和水的抑制當觸摸屏上

29、存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域人小和形狀。保證抑制無效觸摸（大）吋，有效（小）觸摸仍 然冇效.考慮臉觸摸的形狀，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。1GSilead Inc.上海思立微電子科技有限公司-多點電容觸控IC -RevAL222 / 24/leadGSL1680 Capacitive Touchscreen Controller觸摸屏大面積水抑制與臉類似，但形狀更隨機。6SL1680確保小觸碰被允許，而大面積融 碰披抑制a使得水域以外的手指

30、觸摸不會受到影響.S.使用 GSL1680連接主機13Silead Inc.上海思立微電子科技冇限公司爭點電容觸控IC -RevAl.224 / 24除了電源外，GSL1680通過4個信號線與主機相連，電源電圧范圍從26/至3.3譏SDA和SCL是I2C兼容信號線a這兩個引腳為開漏。IRQ是到主機的中斷信號a建議將SHUTDOWN連接到主機的GPKX如果主機拉低SHUTDOWN. GSL1680將進入睡 眠模式，消耗最少的功率.為了喚醒GSL1680,主機釋放DEEPSLEEP,并發送一個 START_COMMAND到GSL1680啟動.如果不需要睡眠功能，DEEPSLEEP引腳可懸空.5.2

31、. 配置 GSL1680GSL16S0可配a的參數非常多。配* GSLieeO的參數可通過直接修改GSL16S0I配置文 件完成，也可通過圖形界面Silead Ctouch生成配置文件a當GSL1680被初始化吋,GSL1680 配置程序會自動讀取文件寫入GSL1680.更多信息可以從GSL1680應用指南中找到。5-3.與主機通信主機可以直接讀寫GSL1680寄存器.這些寄存器包括GSL1680的消息信息，觸摸信 a,和指令隊列寄存器.與GSL1E80 起提供的包括預先定文的AFI范例（參考GSLIGSO應用17指南）aSilead Inc.上海®立微電子科技有限公司名點電容觸控I

32、C -RevAl.25,4,GSL1680啟動步驟GSL1680通電Jg, IRQ線將被拉低，消息寄存器會表明是上電復位中斷。主機驅動程序 會配置和初始化GSL168(h一旦初始化完成，主機將啟動GSL16S0. GSL16S0將進行校準然后進入綠芭運行模式。 一旦檢測到觸摸，GSL1680將過渡到正常運行模式，并將IRQfe高.中斷主機報告觸摸事件，氐規格參數工作條件參數最小«標準值最大值電源電壓Z.6V2.8V33V電源液紋+噪聲300 nW工作溫度-20弋+25&C+85%6.2. 直流(DC)規格參數參數描述最小 值標準 值最大 值單位備注Idd平均電源電流.60Hi

33、. 1個觸摸點SmAVil邏輯輸入低電壓-0.50.3 VddVVih謖輯輸入髙電壓0.7 VddVdd+O.BVVol邏輯輸出低電壓O2VddVoh邏輯輸出髙電壓O.SVddV|j|輸入漏電流<0,0011uA/leadGSL168 iO Capacitive Touchscreen Controller參數范樹地址0X40最大的總線速度(SCL)400KHZ開啟條件保持時間<650' ins停止條件鎚立吋間<650 ns5DA/HL/上升時間< 200 ns6.3.I2C兼容總線規格6.4.功耗25 / 24參數范mNote備注睡眠模式<30uA運存模式綠色狀態<3mA5 frame/s運行模式低速掃描狀態<6mA30frame/s運行模式正常模式<9 mA60 frame/s6.5.潮濕敏感度等級MSL RatingPeak Body TernperatureSpecificationMSL3260弋IPC/JEDEC-STD-D2019Silead Inc.上海思立微電子科技有限公司-多點電容觸控IC 一疑汕1*2G