详解MCU在手机和平板电脑中的应用

MCU在当前手机与平板电脑应用中主要用作诸如电容式触摸感应接口、触摸屏接口、摄像头接口、不同模拟传感器输入检测、USB接口以及电池充电与监控等众多功能的协处理器。此外，负责互连上述功能的所有逻辑和接口都可以采用像用于模拟输入的ADC、用于蜂鸣器应用的PWM、段式LCD、字符型LCD、图形化LCD、用于音量控制的DAC、USB接口以及电容式触摸屏接口等各种可用组件模块设计而成。

本文将探讨MCU和可编程片上系统(PSoC)在手机与平板电脑应用中的作用，并对此类应用存在的系统限制和设计挑战进行评估。采用可编程器件既可以通过降低BOM成本、缩短设计周期时间来降低整体产品成本，还可以通过加快开发进程节约项目成本。

图1手机设计框图(注：加亮的模块采用MCU进行操作。)

图2平板电脑设计框图(注：加亮的模块采用MCU进行操作。)

当前的手机与平板电脑设计采用8/16/32位MCU作为不同功能的协处理器。例如，MCU可以接收来自各种模拟传感器的模拟输入信号：

热敏电阻等温度传感器、RTD与湿度传感器可接收模拟输入并提供用于MCU的数字电压。

可以测量2轴/3轴运动并将其转换成用于MCU的数字电压的2轴/3轴加速计。

环境光传感器(ALS)可以实现对宽泛照明条件下(从黑暗到阳光直射)显示屏背光灯亮度的自动控制。

经过外部ADC与缓冲电路的磁传感器输入。

用于面部检测与手部运动检测的接近传感器，以便在用户使手机接近面部时使MCU能够关闭键盘。另外，当用户手部接近键盘时，MCU能够打开键盘。MCU采用主机中断功能来激活宽带和应用处理器，以便执行面部检测操作。MCU通过检测用户的面部、耳朵或头部的接近实现面部检测，以消除触摸屏的误触摸。这样通过关断触摸屏能够减少电池消耗。此功能采用IR接近传感器实现。

用于平板电脑应用中比吸收率(SAR)调节的接近感应。SAR是指身体暴露于射频(RF)电磁场时吸收能量的比率。器件需要动态调节人体附近的无线电传输。

驱动LCD或图形显示屏的外部缓冲驱动电路。带背光灯的LCD或图形显示屏一般用于低端手机应用。另外，它还可以控制LCD与图形显示屏的背光灯。

MCU采用触摸屏控制器处理高端手机应用中的触摸屏接口。

MCU采用机械键盘处理低端手机应用中的用户输入。

MCU可以监控锂离子电池电压，并能够管理电池充电，以实现最佳充电寿命。

另外，MCU还可以用于手机中的故障检测与数据恢复应用。

MCU采用HapTIcs(触觉反馈技术)替代机械按键(其通过用力、振动或运动等触摸方式连接用户)。

MCU可以连接宽带与应用处理器，而且还能够连接其它板上外设，如：通过I2C与SPI接口连接的摄像头接口控制器。MCU在主机(主)和从模式下连接宽带与应用处理器，以实现数据传输。宽带和应用处理器采用板上USB 2.0/3.0控制器向外部传输数据。