Microchip Technology ATMXT448UD maXTouch®触摸屏控制器优化用于 家用电器市场中需要功能安全的高达8.3"的显示面板。该器件通过IEC/UL 60730 B类认证，具有独特的安全相关功能，系统关闭可通过触摸屏上直观的软按钮实现，就不再需要外部经安全认证的停止或取消按钮及相关的微控制器 (MCU)。ATMXT448UD允许家电检测触摸屏相关故障，并通过各种自检功能自动关断电器。

数据手册：*附件：Microchip Technology ATMXT448UD maXTouch®触摸屏控制器数据手册.pdf

ATMXT448UD maXTouch触摸屏控制器采用专有的差分触摸感应，具有无与伦比的抗噪性，即使在恶劣环境中也能确保出色的触摸性能。该器件可通过各种叠加材料和厚度来检测和跟踪多指厚手套触摸，即使在潮湿、水甚至盐雾的情况下也是如此。这些特性与高采集速度相结合，可提供快速、准确、可靠的触摸解决方案。ATMXT448UD控制器还具有诊断功能，可连续监控触摸系统的完整性。

Microchip Technology ATMXT640UD maXTouch触摸屏控制器采用6.0mmx6.0mm UFBGA-88封装，工作温度范围为-40°C至+105°C。

特性

• 功能安全
  • UL/IEC 60730 B类支持
  • 上电自诊断，运行中定期测试
  • 心跳（活着的）信号输出至主机
• maXTouch自适应传感技术
  • 多达32条（发射）线路和20条（接收）线路，用于触摸屏和/或关键阵列
  • 最多可为触摸传感器分配448个节点
  • 触摸屏尺寸为8.3"（16:9纵横比），假设传感器电极间距为6.5mm。其他尺寸可采用不同的电极间距和适当的传感器材料实现
• 密钥
  • 除了触摸屏外，还可分配多达32个节点作为互电容传感器键，定义为一个键阵列（取决于X和Y线路及其他配置的可用性）
  • 支持多达3个互电容通用键，替代触摸屏键阵列（取决于其他配置）
  • 支持相邻键抑制 (AKS) 技术，防止错误按键
• 触摸传感器技术
  • 分立式/电池外支持，包括玻璃和PET薄膜传感器
  • On-cell/touch-on显示器支持，包括TFT、LCD (ITPS、IPS) 和OLED
  • 具有显示刷新定时功能的同步
  • 支持标准（例如钻石）和专有传感器模式
• 前面板材料和设计
  • 与PET或玻璃配合使用，包括曲线的配置（配置和堆叠要由Microchip或Microchip有资质的触摸传感器模块合作伙伴批准）
  • 10.0mm玻璃（或5.0mm PMMA），带裸手指（取决于传感器尺寸、触摸尺寸、配置和堆叠）
  • 6.0mm玻璃（或3.0mm PMMA），带多指5mm手套（相当于2.7mm PMMA）（取决于传感器尺寸、触摸尺寸、配置和堆叠）
  • 支持非矩形传感器设计（例如圆的、倒圆角或带有切口）
• 数据存储
  • 多达64字节自定义用户数据（非CRC和校验）
• 节能
  • 可编程超时，用于从活动状态自动转换为空闲状态
  • 流水线模拟传感检测和数字处理，以优化系统功率效率
• 增强型算法
  • 可消除显示噪声的镜头弯曲算法
  • 可消除意外的大范围触摸的触摸抑制算法，如手掌
• 触摸性能
  • 湿气/水补偿
    • 冷凝或直径小于22.0mm的水滴不会造成错误触摸
    • 单指跟踪冷凝或直径小于22.0mm的水滴
  • 支持互电容和自电容测量，可实现可靠的触摸检测
  • 支持P2P互电容测量，用于额外敏感的多点触摸感应
  • 噪声抑制技术，可抑制环境和电源线噪声
    • 在1Hz至1kHz正弦波形间高达240VPP（无触摸）
    • IEC 61000-4-6、10Vrms、A类（正常触摸操作）传导噪声抑制
  • 手写笔支持
    • 支持1.5mm触点直径的无源手写笔，具体取决于配置、堆叠和传感器设计
  • 突发频率
    • 灵活动态的Tx突发频率选择，可减少EMC干扰
    • 可配置Tx波形整形，以减少辐射
  • 扫描速度
    • 十次触摸≥90Hz的典型报告速率（取决于配置）
    • 初始触摸延迟（在空闲时首次触摸）：<25ms（具体取决于配置）
    • 可通过配置实现功率和速度优化
• 片上手势
  • 报告单触控和双触控手势
• 应用接口
  • I^2^C客户端接口，用于与器件进行主通信，支持标准模式（高达100kHz）、快速模式（高达400kHz）、快速模式+（高达1MHz）、高速模式（高达4MHz）
  • 可选第二个SPI接口，用于单独发消息（高达8MHz）
  • 两个独立中断，用于指示对应接口上是否有消息
  • 其他硬件调试接口读取原始数据进行调谐和调试
• 电源
• 数字 (V DD )：3V（标称值）
• 数字I/O (V DDIO )：3V（标称值）
• 模拟 (A VDD )：3V（标称值）
• 高压内部X线路驱动 (X VDD ) 6V或9.9V，带内部电压泵
• 物理特性
  • 工作温度范围：-40°C至+105°C
  • 6.0mm x 6.0mm x 0.6mm UFBGA-88封装；0.5mm脚距

封装外形

Microchip maXTouch® mXT448UD-CCUBHA1 触摸屏控制器技术解析

一、产品概述

Microchip Technology的mXT448UD-CCUBHA1是一款基于maXTouch®自适应传感技术的448节点触摸屏控制器，专为高性能触控应用设计。该器件采用先进的混合互电容和自电容传感系统，提供卓越的触摸性能和稳健的用户体验。

主要特性包括：

• ‌功能安全性‌：支持UL/IEC 60730 Class B标准，提供上电自检和周期性运行测试
• ‌多点触控‌：支持多达16个同时触点的实时跟踪
• ‌传感器技术‌：支持离散/外挂式(玻璃和PET膜基)传感器以及on-cell/显示屏触控技术
• ‌抗干扰能力‌：具备强大的噪声抑制技术，可抵抗环境噪声和电源线噪声

二、关键技术创新

1. 混合电容传感技术

mXT448UD-CCUBHA1采用独特的混合互电容和自电容测量系统：

• ‌互电容测量‌：提供高分辨率的触摸位置信息，支持多点触控检测
• ‌自电容测量‌：增强在极端条件下的触摸检测能力，如厚手套触摸场景
• ‌P2P互电容测量‌：为高灵敏度多点触控提供额外支持

2. 先进的抗干扰技术

该控制器集成了多项抗干扰技术：

• ‌显示噪声消除‌：通过模拟电路、硬件噪声处理和固件组合消除显示噪声
• ‌自适应噪声抑制‌：可动态调整采集参数以过滤传感器ADC数据
• ‌EMC减少机制‌：包括频谱扩展、可配置电压参考模式和波形整形等技术

3. 功能安全特性

为满足家电等安全关键应用需求，mXT448UD-CCUBHA1提供：

• 全面的自诊断功能(CPU、内存、系统时钟等)
• 电源、引脚故障和信号错误检测
• 心跳信号输出
• 增强型通信协议(包含序列号和CRC错误检查)

三、硬件设计要点

1. 电源管理

• ‌多电源域设计‌：
  • 数字电源(Vdd)：3.3V±5%
  • 数字I/O电源(VddIO)：1.8V至3.3V
  • 模拟电源(AVdd)：3.3V±5%
  • X线驱动电源(XVdd)：6.6V或9.9V(内部电压泵)
• ‌电源时序要求‌：
  • RESET必须在所有电源达到标称值后释放
  • AVdd上升时间不超过0.25V/µs

2. PCB布局建议

• 推荐使用四层PCB板设计
• 电源和地平面应尽可能广泛铺铜
• 去耦电容应靠近引脚放置(距离<5mm)
• 电压泵电容(Cd和Ct)走线应短而宽
• 采用星型布局配置单电源设计

3. 传感器接口设计

• ‌ 驱动屏蔽线(DS0) ‌：用于屏蔽X/Y感应线，在互电容操作中作为地，在自电容操作中作为驱动屏蔽
• ‌ESD接地布线‌：最外层走线应为ESD地，完全包围传感器
• ‌传感器尺寸‌：最大支持8.3英寸(16:9宽高比，电极间距6.5mm)

四、性能参数

1. 触控性能

• ‌线性精度‌：±0.5mm(8mm手指直径)
• ‌重复性‌：0.5mm
• ‌触控延迟‌：首次触摸从空闲状态<25ms(取决于配置)
• ‌报告速率‌：10点触控时≥90Hz

2. 电气特性

• ‌工作温度‌：-40°C至+105°C
• ‌互电容范围‌：0.15pF至10pF(XVdd≥2×AVdd时)
• ‌自电容负载‌：单X/Y线最大100pF
• ‌ESD保护‌：HBM ±2000V，CDM ±250V

五、应用开发支持

1. 开发工具

• ‌maXTouch Studio‌：提供实时原始数据读取和调试功能
• ‌硬件调试接口‌：通过DBG_CLK和DBG_DATA线访问

2. 对象化协议(OBP)

mXT448UD-CCUBHA1采用对象化协议进行配置和通信，主要对象类型包括：

• ‌调试对象‌：如诊断调试T37
• ‌通用对象‌：如消息处理器T5、命令处理器T6
• ‌触摸对象‌：如多点触控触摸屏T100、键阵列T15
• ‌信号处理对象‌：如噪声抑制T72、手套检测T78

3. 配置流程

1. 通过I2C接口(主地址0x4B)建立通信
2. 读取信息块和对象表
3. 配置各对象参数(如电源配置T7、采集配置T8)
4. 启用所需对象和报告功能
5. 将配置写入非易失性存储器

六、典型应用场景

mXT448UD-CCUBHA1适用于多种高性能触控应用：

• 家用电器(符合UL/IEC 60730 Class B)
• 工业控制面板
• 汽车信息娱乐系统
• 医疗设备触摸界面
• 高要求的消费电子产品