HMI

在嵌入式系统中，MCU无所不在：小至我们身边的消费电子产品，大到汽车、工业等应用，都可见其身影。特别是在物联网驱动的智能时代，MCU就像是电子系统的“大脑”，处理传感器采集的各种信号与数据，并由此做出正确的反馈和输出。

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这样的角色定位也意味着，今天的MCU既需要有高能效的处理能力，又要有丰富的外设功能，还需要支持创新的HMI人机互动，这样才能够有实力去重构全新的智能化用户体验。

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英飞凌的PSoC™ 4系列，就是按照这样的产品蓝图而打造的MCU产品，一直以来，其凭借出色的可靠性、稳定性、低功耗等特性，在智能互联IoT设备中获得了广泛地应用。其中，PSoC™ 4000T系列是PSoC™ 4 MCU家族中新推出的产品，其采用第五代CAPSENSE™电容传感技术，与前几代产品和同类方案相比，信噪比提升了10倍，功耗则降至1/10，为可穿戴等电池供电的智能设备提供了一个极佳的电容式传感解决方案。

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图1：PSoC™ 4000T系列MCU

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PSoC™ 4000T系列MCU基于Arm Cortex-M0+处理器内核，采用第五代 CAPSENSE™ 技术，同时支持自电容和互电容感应技术，因此可以实现低功耗和待机功耗下的HMI操作，从而优化Always-on触摸感应设计并延长电池供电产品的电池续航能力。第五代CAPSENSE™技术，还为交互式用户界面设计提供了更多的功能性，以实现更丰富的HMI用户体验，如接近感应及手势、电容式滑块、电容式触控板、小尺寸触摸屏、穿戴检测和液位检测等。

利用PSoC™ 4000T支持的多传感功能，设计人员可以灵活地支持各种传感技术，如接近、湿度、温度和环境光传感等。CAPSENSE™还具有优异的液体耐受性，可在潮湿和高湿度条件下可靠运行，而不会因为液体造成误激活。其先进的近距离接口支持长距离近距离检测，可达30厘米，并带有可配置手势的定向接近功能。CAPSENSE™还可以支持手套触摸。

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图2：PSoC™ 4000T系列框图

特别值得一提的是，英飞凌的Modus Toolbox软件平台为PSoC™ 4000T系列MCU的应用开发，提供了完整的开发工具、程序库和嵌入式运行算法资源，有助于实现灵活而全面的开发体验。得益于Modus Toolbox平台，CAPSENSE™应用程序可轻松地从一个PSoC™控制器移植到另一个控制器中，从而在产品设计中为HMI应用提供更强的可扩展性。

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图3：Modus Toolbox软件工具

应用总结

总之，作为新一代的PSoC™ 4系列MCU，PSoC™ 4000T具有标准通信、定时灯外设，采用了第五代CAPSENSE™和多传感HMI技术，与前一代产品相比具有更出色的信噪比、低功耗表现、液体耐受性和多重传感功能，以及高可靠性和鲁棒性，因此是可穿戴、可听戴等需要兼具低功耗和高性能的智能物联网应用的理想选择。

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贸泽电子（Mouser Electronics）是一家全球知名的半导体和电子元器件授权代理商，分销超过1200家品牌制造商的680多万种产品，为客户提供一站式采购平台。我们专注于快速引入新产品和新技术，为设计工程师和采购人员提供潮流选择。欢迎关注我们！

来源：贸泽电子

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本解决方案使您能够用所有RX家族单片机实现对SPI连接TFT LCD模块的控制。用更少的硬件资源实现更复杂的HMI。

Motoki Ushigome（Sr Staff Product Marketing Specialist）

以往提到家电，其操作面板通常是由段式LCD、LED和物理按键组成，但近年来，有越来越多注重设计性的高端机型采用了TFT LCD和电容式触控按键。

为了满足家电和工业设备对TFT LCD显示的需求，瑞萨一直在开发基于图形LCD控制器和2D绘图引擎的RX家族单片机，并长年提供无需外设LCD显示用IC的单芯片解决方案。为了在广泛应用中更轻松采用TFT LCD模块，我们本次发布了适用于所有RX家族单片机的基于SPI的GUI解决方案。

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下面将介绍基于SPI的GUI解决方案的优点。

仅需4个端子即可实现TFT LCD显示

要通过SPI实现显示控制，只需使用时钟输出、数据输出/输入和芯片片选4个端子。TFT LCD模块在插针数量较少的封装中也能得到控制，因此在元件封装面积有限的应用中也可顺利应用。

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合作伙伴GUI库，可免费使用到批量生产

从开发到批量生产，所有RX家族单片机用户均可免费使用Segger公司的GUI库“emWin for RX”。emWin已针对嵌入式应用进行了优化，即使是LCD显示用CPU和内存资源较少的RX100系列，也能轻松运行。

提供可快速体验QVGA LCD显示的示例程序

我们准备的示例程序使用了RX家族单片机评测板（RX140、RX671）和商用QVGA LCD模块。您可以同时体验微波炉LCD显示和基于电容式触控传感器的应用操作。

此外，我们还提供了一个PoC，让您可以体验本解决方案在实际场景中的应用。与上面的示例程序类似，可以在QVGA LCD模块上显示微波炉操作界面。电容式触控按钮和滑块由透明电极构成，在LED背光的照射下，可从黑色外壳浮现出白色。另外由于外壳正面完全扁平，给人一种时髦的HMI设计感。结合在Web上发布的电路板原理图、透明电极和外壳设计信息，客户可以在开发产品时进行参考。如您打算使用本PoC，请与您瑞萨销售/代理商联系。

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基于SPI的GUI解决方案的PoC（非卖品）

利用RX家族的基于SPI的GUI解决方案，您可以用更少的硬件资源实现高级HMI创新，因此强烈建议您在下一代产品开发中使用。

来源：瑞萨电子

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工业设备在提高工业自动化水平与加快生产效率上有着显著的推动作用。工业HMI（人机交互界面）作为用户与机器之间的沟通平台，具有转换信息、系统控制、人机交流等功能，助力完成工业控制中各种辅助智能操作。随着工业4.0的快速推进，人机交互应用的覆盖面也越来越广泛。

工业HMI又称智能化触摸式操作控制显示装置，为满足企业对工业HMI高清化、集成化与智能化的交互需求，可利用MCU实现其基本功能并兼具成本效益。此外，还可进行简单编程、处理输入数据等智能化操作。

极海工业HMI应用方案介绍

为增强用户与工业控制设备之间的交互体验，极海推出APM32F407 HMI应用方案，主控采用APM32F407高性能MCU、8080接口、LCD液晶显示屏以及I2C接口触摸屏，可灵活、便捷、高效地满足设备信息参数显示与控制参数设置等实际应用需求。

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APM32F407 HMI方案实现框图

APM32F407 HMI应用方案各功能模块作用：

■ 文件读取模块：SDIO端口连接SD卡，读取存储素材图片文件和字库字符文件；

■ LCD显示模块：SMC端口连接8080LCD液晶屏，用于图像显示；

■ 触摸屏模块：I2C 接口连接电容触摸屏，用于读取触摸坐标数据；

■ 通信模块：USART、CAN、Ethernet用于和控制系统通信，获取显示数据参数；

■ 应用UI模块：应用软件读取SDIO素材，并根据应用需求以及数据参数，将相关信息显示在液晶屏上，并根据触摸屏进行界面切换等。

APM32F407 HMI应用方案性能优势：

■32位Arm® Cortex®-M4F内核，工作主频168MHz，支持DSP指令，Flash 512KB/1MB，SRAM 192+4KB；

■ 专用高效的SMC接口，驱动8080 接口LCD液晶屏；

■ 集成U(S)ART*6、CAN*2、Ethernet等多种通信方式满足各类交互需求；

■ 便捷的素材更新方式：素材通过读卡器即可更新到SD卡；

■ 简洁的图形应用接口：专用图片显示和字库显示函数接口。

芯片的使用给工业HMI系统带来性能与成本上的优势。极海APM32F407 HMI应用方案可轻松实现图像与数据显示目标，满足便捷、直观的操作需求。针对工业控制领域，极海将以专业的技术服务与应用支持，提供各类高性能与高可靠的MCU以及相关应用方案。

来源：Geehy极海半导体

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采用SMARC 2.0架构的参考设计，提供三种RZ/G2 MPU选择，为AI IoT面部/物体检测和图像处理应用提供可扩展性能

2020 年 11 月 11 日，日本东京讯 -全球半导体解决方案供应商瑞萨电子集团（TSE：6723）今日宣布推出可扩展的模块化系统（SoM）智能移动架构（SMARC）成功产品组合解决方案。该方案包括微处理器（MPU）、电源和模拟IC等10种瑞萨IC产品，可加速人工智能（AI）IoT面部/物体检测、图像处理和4K视频回放应用的开发，包括监控摄像头、检测设备以及一系列工业和楼宇自动化HMI及嵌入式视觉系统。

瑞萨可扩展的SoM板卡符合SMARC 2.0行业标准指定的82mm x 80mm尺寸规格。SMARC SoM板为设计人员提供了三种不同可扩展版本的瑞萨64位RZ/G2微处理器：中档性能的RZ/G2N双核Arm® Cortex®-A57 MPU，工作频率为1. 5GHz；高性能RZ/G2M MPU采用双核Arm Cortex-A57和四核Arm Cortex-A53（1.2GHz）；超高性能的RZ/G2H MPU采用四核Arm Cortex-A57和四核Arm Cortex-A53。所有三款MPU（双核，最多八核）均具有集成的600MHz PowerVR 3D图形以及4K UHD H.265和H.264编解码器，可以满足不同计算处理要求。

瑞萨电子系统及解决方案市场部总监D.K Singh表示：“AI和视频处理在嵌入式视觉系统中很好地融合在一起。SMARC 2.0成功产品组合参考设计提供多款瑞萨RZ/G2产品家族处理器，使其成为卓越的AI开发平台，可缩短产品上市时间并降低用户风险。我们可扩展的解决方案具有广泛的板载接口、大内存和满足不同需求的可编程时钟，使其成为适用于广泛应用、出色的交钥匙解决方案。配备了3D图形引擎、4K UHD与全高清视频编解码器的RZ/G2 MPU，与其他64位MPU及GPU竞品相比，可在单位成本下提供更高性能。”

SoM板卡可为设计人员提供性能高达35.6K DMIPS的RZ/G2 MPU产品选择，2GB至4GB LPDDR4 RAM内存以及32GB eMMC。每个RZ/G2 MPU都能够运行边缘视频分析和AI框架。这些MPU具有集成的AI软件库、丰富的接口、内部和外部存储器数据错误检查与纠正（ECC）保护、Linux OS，以及由瑞萨测试、维护且经验证的Linux软件包（VLP）。该解决方案还采用了民用基础设施平台（CIP）超长期支持（SLTS）Linux内核，并捆绑了软件开发环境。此外，SMARC SoM板卡提供了优化的电源和可编程时序树，以协助RZ/G2 MPU满足各种应用需求。

SMARC 2.0 SoM板的关键特性

支持双频Wi-Fi和低能耗蓝牙®（BLE）无线通信
可通过SMARC 2.0连接器轻松访问USB、SATA、LVDS、HDMI、CSI、I2S、PCIe和千兆以太网等高速通信接口
从QSPI或eMMC内存快速启动
具备由小型400nA电池供电的ISL1208低功耗实时时钟，且适用于在断电时由超级电容器供电
具备P8330电源管理IC（PMIC），可为多个电源轨供电
瑞萨小型VersaClock® 3S可编程时钟提供两个时钟源，并集成32.768kHz DCO，在断电时由单节纽扣电池供电
PCIe时钟由支持6个100MHz差分时钟输出的瑞萨9FGV0641生成，并支持PCIe Gen 1-4
通过电容式触摸屏轻松连接至两个外部摄像头和LCD面板
可扩展的AI SMARC SoM板由瑞萨设计，并与RelySys Technologies合作开发。

供货信息

可扩展的AI SMARC SoM板可从瑞萨的全球销售代表或分销合作伙伴处获得。更多信息，请访问:SMARC SoM Winning Combo Solution。

亦可从RelySys Technologies处购买可扩展AI SMARC SoM板，请访问:www.relysystech.com/rzg2-smarc-som-module。

关于瑞萨电子成功产品组合

旨在将瑞萨丰富的模拟+电源+嵌入式处理产品组合在一起，打造完整的解决方案，我们的产品专家推出了“成功产品组合”。通过这些引人注目的出色方案帮助我们的客户加速设计进程，加快产品上市速度。此类产品组合的重点为垂直领域，包括工业、基础设施、汽车和消费电子，以服务全球更多的客户及合作伙伴。了解我们超过200款的成功产品组合，请访问www2.renesas.cn/WIN。

关于瑞萨电子集团

瑞萨电子集团 (TSE: 6723) ，提供专业可信的创新嵌入式设计和完整的半导体解决方案，旨在通过使用其产品的数十亿联网智能设备改善人们的工作和生活方式。作为全球微控制器、模拟功率器件和SoC产品供应商，瑞萨电子为汽车、工业、家居、基础设施及物联网等各种应用提供综合解决方案，期待与您携手共创无限未来。更多信息，敬请访问renesas.com。关注瑞萨电子微信公众号及领英官方账号，发现更多精彩内容。

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