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声明：本文由平台作者撰写，观点仅代表作者本人，如涉及专业知识，仅供参考。
mcu在当前手机与平板电脑使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、不同模拟传感器输出检测、usb接口以及电池充电与监控等众多功能的协处理器。别的
，负责互连上述功用的所有逻辑和接口都可以采用像用于模拟输出的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和可编程片上零碎(psoc)在手机与平板电脑应用中的作用，并对此类应用存在的零碎限制和设计挑战停止评价。接纳
可编程器件既可以通过降低bom成本、缩短计划
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进行操纵
。)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作为分歧功用的协处理器。例如，mcu可以接纳来自各种模拟传感器的模拟输出信号：热敏电阻等温度传感器、rtd与湿度传感器可接收模仿输入并提供用于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轴减速计。环境光传感器(als)可以实现对宽泛照明条件下(从暗中到阳光直射)显示屏背光灯亮度的自动节制。经过外部adc与缓冲电路的磁传感器输出。用于面部检测与手部活动检测的靠近
传感器，以便在用户使手机接近面部时使mcu能够封闭键盘。另外，当用户手部接近键盘时，mcu能够打开键盘。mcu采用主机中缀功能来激活宽带和应用处理器，以便实行
面部检测操作。mcu通过检测用户的面部、耳朵或头部的靠近
实现面部检测，以消除触摸屏的误触摸。安锐特监控摄像头，如许通过关断触摸屏能够减少电池耗费。此功用采用ir靠近
传感器完成。用于平板电脑使用中比吸收率(sar)调节的接近感应。sar是指身体暴露于射频(rf)电磁场时接收能量的比率。器件需要静态调节人体附近的无线电传输。驱动lcd或图形显示屏的内部缓冲驱动电路。带背光灯的lcd或图形显示屏一般用于低端手机应用。别的，它还可以节制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使用中的触摸屏接口。mcu采用机械键盘处置低端手机应用中的用户输入。mcu可以监控锂离子电池电压，并能够办理电池充电，以实现最佳充电寿命。别的，mcu还可以用于手机中的故障检测与数据恢复使用。mcu采用haptics(触觉反馈技术)替换
按键(其通过用力、振动或运动等触摸方式衔接用户)。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途理器，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。安锐特监控摄像头。手机应用中的可编程片上系统器件：可编程片上系统(psoc)是由mcu与可编程逻辑和高性能模数转换功能以及常用固定功能外设组合而成。安锐特监控摄像头，别的
，这些器件还集成有闪存、sram及eeprom。在低功耗形式下，此类器件消耗的电流缺乏1μa,因而使其非常合用于待机模式下的手机操纵
。为了保持低功耗操纵
，可编程片上零碎器件还应配备一个用于实时测量的外部rtc组件，这也非常重要，这样就避免使用外部时钟/振荡器电路。同样，usb和平安数字(sd)卡接口对手机和平板电脑应用也很主要。在低端手机应用中，采用外部pwm功能可以简化每次按键操作时蜂鸣器音调的控制与变化。pwm的占空比随用户通过gui界面设置的所需速度转变。内部dac可以用于控制扬声器音量和执行扬声器的静音功能。内部运算放大器、比较器和adc可进一步简化设计。比方
，赛普拉斯的psoc系列器件将12位1msps逐次逼近adc与差分及单端形式集成在一同，其中包孕采样-保持(s/h)功能，其可以用于测量分歧传感器输入，包括监控电池以及采用热敏电阻或rtd等温度感应装置感到
温度。如许就防止运用外部放大器、adc及比较器，从而可以最大限度地减少手机应用的pcb需求。灵活的工作规模(如：从1.71v~5.5v)使其更便于与外设相连，以实现其它应用。因为任务电压低至1.71v以及具有超低功耗，再加上提供能够平衡唤醒时间与功耗的休眠形式和深度就寝
模式，因此可以在支持疾速响应的同时确保更长电池使用寿命。由于手机或平板电脑连接众多外设，因而可编程片上系统需要撑持多种灵活的接口。例如，配备可重新配置i2c、spi或uart功用的两个独立的运行工夫可重配置串行通信模块(scb)可以在手机解决方案顶用于内部与外部外设通信。对于需要触摸接口的高端手机而言，撑持电容式感到
技术至关主要。在支持手动和自动调校基础上，开发人员能够撑持防水触摸接口等初级功能。le="margin: 10px 25px 0 padding: 0 font-size: 14 color: rgb(68, 68, 68); line-height: 22 text-indent: 2 font-family: 宋体, georgia, verdana,"> 为了进一步简化计划
，要害是对lcd及图形显示屏的直接驱动，以表现
分歧菜单选项。采用恰当设计东西可以实现灵敏的实施方案，如：psoc creator ide工具，其支持用于计划
接口和逻辑(如：用于模拟传感器及其它模拟输入的saradc和pga)的组件模块。pwm、clk、mux和比较器组件可以用于手机使用。字符型lcd和段式lcd组件可以直接(也就是说无需外部缓冲器)驱动lcd/图形lcd.另外还具有用于实时测量的rtc组件。psoc creator具有内部系统时钟，因而无需内部时钟/振荡器电路。其他组件包括定时器、蜂鸣器、capsense电容式触摸感应、段式lcd、字符型lcd、图形lcd等。psoc creator另外允许用户使用配备集成编译器工具链、rtos解决方案和消费编程器的完好工具系统。应用psoc creator和psoc designer ide,客户能够创建和共享采用分层级方案设计的用户自界说定制外设。客户可以对所选组件自动进行布局布线，并集成复杂的胶合逻辑，其普通位于分立器件中。手机中基于不同电容式感应技术的解决方案：电容式按键与应用：电容式滑条与使用：手套触摸应用：无源触笔输入应用：接近使用：面部检测应用：平板电脑sar调理应用：haptics应用：零碎限制电容式触摸感到
手艺可以用触摸式键盘替代机械按键。接纳
电容式感应技术可以智能手机战争板电脑上实现安卓/windows按键，而且可以同时用于内嵌式(on-cell)和外嵌式(in-cell)拓扑。这不只能够减少机械按键导致的故障，而且还可提高产品可靠性。别的
，采用可以不时补偿零碎、生产和情况变化的静态感应算法可以自动调校灵敏度，从而避免手动调整。挪动设备所采用的有源矩阵无机发光二极管(amoled)显示屏上的虚拟按键增加了可用屏幕空间占用。psoc支持手机的防水使用。它不会检测水滴造成的误判的触发，并且按键在有水滴情况下能够正常运行。为了确保牢靠操纵
，csd plus以及具有更高抗噪性的电容式逐次逼近技术(csa emc)等触摸感应算法可包管手机的牢靠操作。为了提高简便易用性，这些算法还需求支持手套触摸和触控笔，同时还需要用基于电容按键的面部检测系统替代现有基于ir的面部检测技术。它完成对sar调节和haptics的支持，以改善终极
产物用户体验，而且用smartsense自动调校功用消弭系统调校。其即使在高噪声操作条件下也能保证可靠的按键性能。手机和平板电脑在不断变薄，小巧而珍贵的空间需要容纳所有必备的电子组件。因此设计职员
需要占用起码板级空间的组件，通过实现现成的组件来低落
组件数量。smartsense自动调校功用可以设置、监控和持续保持最佳手机性能。有了该功用，无需系统调校，因此可减少设计工作量。主动调校功能合用于pcb和掩盖层，并可增加影响触摸感应性能的制造偏向。它可以完成采用不同覆盖、按键外形和线迹长度的平台设计办法，并且可以应对系统环境的变化，包括emi噪声源，如：rf和ac线路。手套触摸需要支持不同范例
的手套，如：滑雪手套、橡胶手套、毛线手套、皮手套、布手套等。另外，其针敌手机应用还需要区分离
指触摸和手套触摸。它使设置装备摆设
能够用于用户需要佩带手套的分歧情况条件(如：冰冷天气、医院等)，并且还支持厚度到达4毫米的手套而不呈现误检。实际上系统可以通过触控笔在草图、菜单和按键之间无缝切换。对3毫米无源触控笔的支持使支持触控笔的设备更复杂易用，而曩昔
用户需要用手指触摸按键，即便是在使用触控笔工作时也需要手指配合。别的它还可以区分手指和触控笔输出。系统还支持接纳
pcb线迹、单线、联动按键或单按键实现方案的接近检测。因此，用户手部接近键盘时激活前键盘。相干
使用能够需求防水性，尤其是用户在潮湿环境下工作时。电容式感应算法需要接纳
屏蔽电极消除水滴和薄雾造成的误判的触摸，同时采用保护传感器消除蒸汽或浸没造成的误判的触摸。在前面板而非lcd显示屏与键盘上实现基于触摸屏的计划
可给用户提供更好的界面和更高的灵活性。电容式面部检测可以低本钱替换
其他mcu采用的ir接近传感器。它可以在各类光照与反射条件下提供可靠的性能。检测用户膝部或手部接近笔记本电脑/平板电脑无线电能够调理rf功率，以契合sar规定。其可以通过两种方式完成：● 在器件周边采用单线/线迹限制一切无线电发射。● 接纳
浩繁传感器有选择性地限制无线电在人体附近的发射。接近检测功能还可以用于完成手机与平板电脑的以下功能：1.叫醒方法：在手部靠近设备时手机自动关闭铃声。2.用前埋没：在手部靠近设备之前关闭背光灯。3.机械节制杆支持：检测手指接触控制杆，同时通知主机忽略对相邻按键的意外触摸。4.手势辨认：识别基本的手部/手指姿势。5.设置控制：根据手机是处于用户手中还是口袋中来节制手机的设置(静音、振动、响铃等)。6.面部检测(替换
ir接近传感器)。7.sar调校。随着电路板内部和内部接口的不断增多，入侵者毁坏系统的体例也层出不穷。毛病分析和退回材料是这种嵌入式系统的最大局限性之一，而单芯片解决方案可以解决此问题。计划
挑战：使capsense性能(信噪比)契合前面板上左近的led(基于pwm)是零碎设计人员面临的设计挑战。完成防水性也是系统设计人员面对的设计挑战。根据线迹电容转变以及capsense按键与滑块大小及形状的转变实现自动调校、应用更厚的玻璃资料(显示屏玻璃)实现capsense感应、以及使capsense灵敏度契合相干
材料类型同样是零碎设计人员面临的计划
挑战。显示屏、触摸屏和按键采用柔性印刷电路(fpc)接口是零碎设计人员的设计难题。由于此解决方案涉及机电构造，因此计划
紧凑的低本钱机电解决方案是系统设计人员面对的一大设计挑战。验证机电设计能否符合emi/emc标准是系统设计人员面临的设计挑战。机使用需要故障检测和恢复机制。手机应用需要具备电池保护、过流、过热、启动故障前提等功用的电源计划
。在手机应用中完成自我诊断功用是系统设计人员面临的设计挑战。由于此解决方案能够会全天候不连续运转，因此组件选择及其可靠性是系统设计职员
面临的设计挑战。实现电压波动防护是零碎设计人员面临的设计挑战。实现通用的电源和系统是系统设计人员面对的设计挑战。具有一次性可编程(otp)特征的微控制器可以避免竞争敌手和黑客对固件施行逆向工程。手机和平板电脑接纳
微控制器作为当前设计中的协处理器。psoc由微控制器和asic组合而成。psoc可以在手机应用中提供简单易用的环境。在这些应用中采用psoc既可通过降低bom成本和缩短计划
周期时间来降低产品成本，又可通过采用psoc creator和psoc designer完成方案来节省项目成本。
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　　 　　随着新学期开学的临近，宁波鄞州部分普通高中提前开始了假期补课。然而学生们走进离开才一个多月的教室时，却意外发现教室里冒出了一个个监控摄像头，这让不少学生倍感压力。而在，监控设备早已在各个学校普及，配合一卡通和校信通，家长对孩子的监控可谓“全方位无死角”，如此的监控引发网友热烈讨论。　　 　　在讨论中，有网友认为，实时监控便于家长及时了解孩子的状况，有益于孩子成长；但也有网友认为，过度的监管会让孩子产生逆反情绪，导致自信心不足。一场辩论赛，在大河论坛上展开。　　 　　正方观点：对孩子监控的越到位，家长越放心，也能更好地管教孩子　　 　　辩手：网友“new拍”、“冷灵”、“小豹子”、“清风”、“处处蚊子咬”、“小弟五岁”　　 　　反方观点：监控之下，孩子没有隐私，没有个性，导致自信心不足　　 　　辩手：网友“lin_baby”、“凝固”、“七宝妙树”、“水玲珑”、“烧饼很帅”、“雨熙”　　 　　监控越到位，家长越放心　　 　　孩子的隐私也需要尊重 坏毛病经过监管后没了　　 　　网友“new拍”（正）：孩子一会儿不在身边，我心里就忐忑不安。现在好多了，即时短信通知让我可以随时随地知道孩子的状况。　　 　　网友“冷灵”（正）：老师不可能一直待在教室里，通过监控设备，能及时了解孩子在教室里的情况，这样做也是为了孩子们好啊！　　 　　网友“小豹子”（正）：这些手段拉近了学生、家长和教师之间的距离，家长更放心，学生更安全。虽然累些，但正是大家想要的。　　 　　孩子的隐私也需要尊重　　 　　网友“linbaby”（反）：学校到处是摄像头，就像一双双眼睛在无时无刻地盯着我。有一次在课堂上打了会儿瞌睡，下课就看到老爹那铁青的脸，原来他受邀来教学观摩，我的一举一动全被他通过摄像头看得清清楚楚。　　 　　网友“凝固”（反）：你们可以换位思考下，如果是你，每天做什么都被人监控着，连吃饭多花一点钱都会被告发，上车下车都有短信发给家长，你会是什么感觉？就算在家长面前，孩子们也应该有自己的隐私吧？　　 　　网友“七宝妙树”（反）：这样无差别的监控是不合理的，应该分年龄段，对于年龄小的孩子，监控是为了他们的安全着想，但对于年龄稍大的孩子，应该给他们一些自由和信任，过度监控，会起反作用！　　 　　坏毛病经过监管后没了　　 　　网友“清风”（正）：作为老师，我坚决支持这种监管。有的孩子太调皮了，老师在的时候都装“乖宝宝”，老师一出去他们就“原形毕露”，有了摄像头，多多少少都会有些威慑力，即便老师不在的时候，他们也不会太撒欢了。　　 　　网友“处处蚊子咬”（正）：虽然很少跟老师见面，但每天都能通过老师的短信知道孩子当天学了些啥，在家应该做啥。现在有了“指尖上的家长会”，家长老师都省心！　　 　　网友“小弟五岁”（正）：我家孩子贪玩儿又淘气，以前撒谎像喝凉水。现在知道骗不成了，乖多了，很多坏毛病都没有了。这就是效果！　　 　　压力压垮孩子自信心　　 　　网友“雨熙”（反）：好习惯好素质要在合适的环境中才能养成。笼中鸟是没有自信的。如果孩子没有自己自由发展的空间，也会像笼中鸟一样，慢慢地就没有自信了。　　 　　网友“水玲珑”（反）：试想一下被摄像头包围的生活吧，如此严格的监控会给孩子带来不必要的心理压力，进而转变成逆反情绪，甚至是心理疾病。　　 　　网友“烧饼很帅”（反）：作为家长，应该关心的不仅是孩子的行为举止，更要关注他们的心理成长。没有健康向上的心理素质，何谈健康快乐地成长？　　 　　专家观点　　 　　不管是摄像头还是　　 　　校信通，使用要适度　　 　　对于“要安全”还是“要隐私”两种争论，我想，我们不是简单地支持一方或反对另一方，而是应该透过这种争论，深入思考摄像头“如何装、怎样用”的问题。比如学校在安装时，在可能涉及学生隐私的位置应当考虑的更细一些，切不可“一装了之”。另外，学校要通过宣传、讨论、讲座等方式，让学生了解安装摄像头的真正目的，消除学生不必要的担心，避免学生产生逆反心理。　　 　　“校信通”在加强家校联系上发挥了重要的作用，对于可能产生的负面影响，学生、老师、家长都应该正确对待并尽力化解。这些手段并非“老师管完家长管”，不是为了告状、更不是为了监视，仅是让家长了解学生学习和生活状况的一种手段。家长和老师需要注意的是，使用要适度，不要给学生过大压力。培养学生的个性与自信，需要为学生创造宽松的生活环境，安排多姿多彩的生活内容，让学生有丰富多样的情感体验。　　 　　金牌点评　　 　　信息时代的到来改变了家长和老师之间的沟通方式，但便捷的沟通方式并不是了解孩子的万能钥匙。了解了孩子的动态，并不代表了解了孩子的心态。作为家长，要想把这种手段应用到极致，取得最佳的效果，一定要根据孩子的个性，正确利用老师反馈来的信息，采取适当形式，与孩子进行交流和沟通，在孩子、家长和老师之间搭建一座信任之桥，让孩子在快乐中健康成长。
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