データシート

[AK4185]
AK4185
Low Power Touch Screen Controller with SPI™ Interface
概要
AK4185は、逐次比較型12ビットA/Dコンバータを内蔵した4線/5線式抵抗膜方式タッチスクリーンコン
トローラICです。低電圧マイクロプロセッサとの接続を容易にするために1.6Vminで動作が可能です。
AK4185は、連続測定、測定データ演算を自動で実行し、従来マイクロプロセッサで行っていた平均化
等の処理をAK4185内で実現しています。さらに連続自動測定するシーケンシャル測定モードを新たに
搭載し、座標検出にかかる時間を短縮しマイクロプロセッサの負荷を大幅に低減します。X, Y軸の位置
検出に加え筆圧測定も可能です。携帯機器 DSC, DVC, Smart Phone, PMPなどのアプリケーションに
最適です。

特長
4/5線式抵抗膜方式インタフェース
SPI™ シリアルインタフェース
12bit逐次比較型ADC内蔵 (S/H回路内蔵)
サンプリングレート: 300Ksps
筆圧測定 (4線式選択時)
連続読み出し機能 (外部クロックモード)
内部Osc搭載 (シーケンシャル測定対応)
中間値平均処理フィルタ搭載
電源電圧: VDD = 1.6V ~ 3.6V
PENIRQN バッファ出力
低消費電流: 240μA at 1.8V
オートパワーダウン
Package: 12pin CSP (1.96mm x 1.46mm, pitch 0.5mm)
AK4182Aソフトウエア互換
VDD
CSN
XP/BR
YP/TR
XN/TL
4/5wire
Touch
Screen
Drivers
Interface
VREF+
AIN+
SAR
MUX
ADC
AIN-
YN/BL
SPI
Serial I/F
&
Control
Logic
DIN
SCLK
DOUT
VREF-
IN/
WIPER
PENIRQN
TEMP
Internal
Osc
VSS
Figure 1. ブロック図
SPI™は、Motorola の登録商標です。
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[AK4185]
■ オーダリングガイド
AK4185ECB −40 ∼ +85°C
12pin CSP (1.96mm x 1.46mm, 0.5mm pitch)
AKD4185
AK4185 用評価ボード
黒樹脂加工
■ ピン配置
3
Top View
2
1
A
B
C
D
3
XP/BR
YP/TR
XN/TL
YN/BL
2
VDD
CSN
DIN
VSS
1
IN/WIPER
PENIRQN
DOUT
SCLK
A
B
C
D
TOP View
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[AK4185]
ピン／機能
No.
C2
Pin Name
DIN
I/O
I
Function
Serial Data Input
SCLK の “↑”でデータをラッチします。データ入力時以外は “L” を入力して
下さい。
B2 CSN
I
Chip Select Input
CSN = “L” でレジスタ書き込みが有効です。
D1 SCLK
I
Serial Clock Input
A2 VDD
Power Supply and External Reference Input: 1.6V ~ 3.6V
A3 XP
I/O Touch Panel X+ Input (4-wire, PANEL bit = “0”)
BR
I/O Touch Panel Bottom Right Input (5-wire, PANEL bit = “1”)
B3 YP
I/O Touch Panel Y+ Input (4-wire, PANEL bit = “0”)
TR
I/O Touch Panel Top Right Input (5-wire, PANEL bit = “1”)
C3 XN
I/O Touch Panel X- Input (4-wire, PANEL bit = “0”)
TL
I/O Touch Panel Top Left Input (5-wire, PANEL bit = “1”)
D3 YN
I/O Touch Panel Y- Input (4-wire, PANEL bit = “0”)
BL
I/O Touch Panel Bottom Right Input (5-wire, PANEL bit = “1”)
D2 VSS
Ground
A1 IN
I
Auxiliary Analog Input (4-wire, PANEL bit = “0”)
WIPER
I
Top Touch Panel Input (5-wire, PANEL bit = “1”)
B1 PENIRQN
O Pen Interrupt Output (CMOS output)
ペン割り込み有効状態では、タッチパネルが押されている期間 “L” で、そ
れ以外は “H” です。ペン割り込み無効状態では、タッチパネルの接触／非
接触に関係なく常に “H” です。
C1 DOUT
O Serial A/D Data Output
A/D データを SCLK の “↓”で MSB から順にシリアル出力します。
CSN = “H” では DOUT は Hi-Z です。
Note 1. ディジタル入力ピン(DIN, CSN, SCLK)はオープンにしないで下さい。
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[AK4185]
■ 使用しないピンの処理について
使用しない入出力ピンは下記の設定を行い、適切に処理してください。
区分
ピン名
設定
Analog
IN/WIPER
オープン
絶対最大定格
(VSS = 0V (Note 2))
Parameter
Symbol
min
max
Units
Power Supply
VDD
-0.3
4.6
V
Input Current, Any Pins except for supply
IIN
mA
±10
Touch Panel Drive Current
IOUTDRV
50
mA
Input Voltage (Note 3)
VIN
(VDD+0.3) or 4.6
V
−0.3
Ambient Temperature (power applied)
Ta
-40
85
°C
Storage Temperature
Tstg
-65
150
°C
Note 2. 電圧は全てグランドピンに対する値です。
Note 3. XP/BR, XN/TL, YP/TR, YN/TL, IN/WIPER, CSN, DIN and SCLK pins. Max は、 (VDD+0.3)V または 4.6V
のどちらか低いほうです。
注意: この値を超えた条件で使用した場合、デバイスを破壊することがあります。
また、通常の動作は保証されません。
動作条件
(VSS = 0V (Note 2))
Parameter
Symbol
Power Supply
VDD
Note 2. 電圧は全てグランドピンに対する値です。
min
1.6
typ
1.8
max
3.6
Units
V
注意: 本データシートに記載されている条件以外のご使用に関しては、当社では責任負いかねますので
十分ご注意下さい。
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[AK4185]
アナログ特性
(Ta = -40°C to 85°C, VDD = 1.8V, fSCLK = fs x 16=5.0MHz, 12bit mode)
Parameter
min
typ
max
Units
A/D Converter
Resolution
12
Bits
No Missing Codes
11
12
Bits
Integral Nonlinearity (INL) Error
±2
LSB
Differential Nonlinearity (DNL) Error
-2
±1
+3
LSB
Offset Error
±6
LSB
Gain Error
±4
LSB
Touch Panel Drivers Switch On-Resistance
XP, YP (RL=300Ω)
2.5
5
15
Ω
XN, YN (RL=300Ω)
2.5
5
15
Ω
PENIRQ Pull Up Resistor RIRQ
30
50
70
KΩ
Auxiliary IN Input
Input Voltage Range
0
VDD
V
Temperature Measurement
Temperature Range
-40
85
°C
Resolution (Note 4)
1.2
°C
Accuracy (Note 5)
±3
°C
Power Supply Current
Normal Mode (Internal Oscillator mode) (Note 6) VDD=1.8V
240
μA
VDD=3.6V
550
μA
Normal Mode (Bus clock mode) PD0 = “0” (Note 7) VDD=1.8V
340
μA
VDD=3.6V
800
μA
0
3
μA
Full Power Down (制御コマンド PD0 = “0” Write 時)
Note 4. VDD=1.8V 時の計算上の理論値です。この値は VDD に依存し、0.6466×VDD となります。
Note 5. +6°C (typ.) の Offset を持ちます。
Note 6. 1kHz、1.6Vpp (-1dB) を IN/WIPER pin に入力。COUNT bit = 0、INTERVAL=0μs、50μs 毎にコマンド
発行した場合。DOUT 負荷 CL=0pF、ドライバによる消費電流を除く。
Note 7. 1kHz、1.6Vpp (-1dB) を IN/WIPER pin に入力。EXT Clock 単独モード、16SCLK サンプリングの場合。
DOUT 負荷 CL=0pF、ドライバによる消費電流を除く。
DC 特性(Logic I/O)
(Ta=-40°C to 85°C, VDD =1.6V to 3.6V)
Parameter
Digital Input (CSN, SCLK, DIN)
“H” level input voltage
“L” level input voltage
Input Leakage Current
Digital Output (DOUT, PENIRQN)
“H” level output voltage (@ Iout = -250μA)
“L” level output voltage (@ Iout = 250μA)
Tri-state Leakage Current
All pins expect for XP, YP, XN, YN pins
XP, YP, XN, YN pins
Symbol
min
typ
max
Units
VIH
VIL
IILK
0.8xVDD
-10
-
0.2xVDD
10
V
V
μA
VOH
VOL
IOLK
VDD-0.4
-
-
0.4
V
V
-3
-3
-
3
3
μA
μA
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[AK4185]
スイッチング特性
(Ta=-40°C to 85°C, VDD=1.6V to 3.6V, CL=50pF)
Parameter
Symbol
min
Internal OSCILLATOR
Clock frequency
fOSC
2.5
Touch Panel (A/D Converter)
Throughput Rate
fs
SCLK
frequency
30
fSCLK
duty
duty
40
tTRK
0.6
Sampling Time (Rin = 600Ω) (Note 8)
Conversion Time
tCONV
CSN edge to First SCLK “↑”
tCSS
50
CSN edge to DOUT Tri-State Disabled
tDCD
SCLK High Pulse Width
tCKH
80
SCLK Low Pulse Width
tCKL
80
Data Setup Time
tDS
40
Data Valid to SCLK Hold Time
tDH
40
Data Output Delay after SCLK “↓”
tDOD
CSN “↑” to SCLK Ignored
tCSI
50
CSN “↑” to DOUT Hi-Z state
tCCZ
CSN Hold Time
tCSW
150
Note 8. 実際のトラッキング時間は、3tSCLK になります(tSCLK = 1/fSCLK)。
typ
max
Units
3.6
5.1
MHz
300
-
kHz
50
-
5000
60
12
50
70
90
-
KHz
%
μs
1/fSCLK
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
tCSW
CSN
50%VDD
tCKL
tCSS
tCSI
tDOD
tCKH
SCLK
50%VDD
tDH
tDS
PD0
50%VDD
DIN
tCCZ
tDCD
DOUT
D11
D10
D0
VOH
VOL
Figure 2. Timing Diagram
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[AK4185]
動作説明
■ 機能概要
AK4185 は、次の機能ブロックで構成されています。
z 1.6V 対応逐次比較型 AD コンバータ
z 4線/5線切り替え対応抵抗膜方式タッチスクリーンインターフェース
z 単一AD動作、連続動作
z 中間値平均処理フィルタ
z 逐次比較 AD 用外部バスクロック、内部クロック選択機能
z SPI™ I/F
■ タッチスクリーン A/D コンバータ
タッチパネルの軸に生じた電位差や筆圧、温度及び外部電圧測定用として、12 bit 逐次比較型A/Dコンバー
タを内蔵しています。このA/Dコンバータは、電荷再分配方式を採用しており、内部のキャパシタアレイは、
サンプル・ホールド回路としても機能します。12 ビットA/Dコンバータの出力フォーマットは Table 1 のよ
うにストレートバイナリです。
入力電圧
(ΔVREF-1.5LSB) ~ ΔVREF
(ΔVREF-2.5LSB) ~ (ΔVREF-1.5LSB)
--------0.5LSB ~ 1.5LSB
0 ~ 0.5LSB
出力コード
FFFH
FFEH
--------001H
000H
ΔVREF: (VREF+) – (VREF-)
Table 1. 出力コード
AD 変換クロックとしてディジタル I/F のシリアルクロック SCLK で行う場合、内部発振器のクロック fOSC
で行う場合の切り替えが可能です。A/D 変換のフルスケールΔVREF は、入力モードにより異なります。位
置検出、筆圧ではディファレンシャル方式、IN、温度測定では、シングルエンド方式です。タッチスクリー
ンコントローラは、8 ビットシリアルコマンドデータにより制御します。A/D 変換結果は 12bit 出力です。
■ チャネル選択
アナログ入力チャネルは、チャネル選択ビット(A2/1/0 bit)で切り替えを行います。アナログ入力として、位
置検出(X 軸, Y 軸)及び筆圧(Z 軸)が選択され、ディファレンシャル方式の場合、A/D コンバータのフルスケ
ール(ΔVREF)は、測定対象軸に印加される水平、垂直方向の電位差になります。測定対象軸のネガティブ側
と、もう一方の軸のポジティブ端子との電位差が A/D コンバータのアナログ入力(ΔAIN)になります。シン
グルエンド方式の場合は、A/D コンバータのフルスケール(ΔVREF)は、電源電圧と VSS との電位差がフルス
ケールになります。A/D コンバータのアナログ入力(ΔAIN)は、選択されたチャネル(IN,TEMP)と VSS との電
位差になります。外部クロックモードの場合、CSN の立下りエッジ後の 5SCLK↓から 8CLK↓までの区間が、
サンプリング時間になります。
アナログ入力電圧測定の場合、センサー部からの出力インピーダンスが高い場合は、アナログ入力が安定す
るのを待ってサンプリングを行ってください。その後 AD 変換を開始してください。
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[AK4185]
■ タッチスクリーンの位置検出
1. 4線式タッチスクリーンの位置検出
タッチスクリーンの位置検出は、スクリーンの一方の軸(例えば、XP, XN 間)に電圧を印可し、他方の軸(例
えば、YP)で検出される電位を測定することで得られます。位置検出は、X 軸・Y 軸の座標を計算する必要
があるため、最低 2 回の A/D 変換が必要です。
VDD
VDD
X-Plate
XP-Driver SW ON
XP
VREF+
AIN+
VREF
XP
Y-Plate
VREF+
YP
ADC
X-Plate
YP-Driver SW ON
AIN+
YP
ADC
AIN-
Y-Plate
VREF-
AIN-
XN
XN
XN-Driver SW ON
YN
YN
Touch Screen
YN-Driver SW ON
a)
X-Position Measurement Differential Mode
b)
Y-Position Measurement Differential Mode
タッチパネルが押されると破線部分で X-plate、Y-plate が接続されます。
X+
X-Plate (Top side)
X-
Y-Plate (Bottom side)
Y-
Y+
c)
4-wire Touch Screen Construction
Figure 3. 4 線式位置測定回路
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[AK4185]
2. 5線式タッチスクリーンの位置検出
5 線式タッチパネルは、透明抵抗膜(導電膜)からなるフィルムを透明電極として向かい合い、貼り合わされ
ています。上部電極フィルムは電圧を検知するプローブとしての機能を持つだけで、位置検出は 4 コーナー
に電極をもつ下部フィルムのみで行います。上部電極フィルムにペン、スタイラス等で圧力をかけることで
下部電極フィルムに接触させ、座標を検知します。上部電極フィルが磨耗などでキズが付いても位置検出に
影響せず、4 線式方式に比べ高い耐久性を得ることができます。現在押している位置の Y 軸位置をするため
には、デバイス内部で AD の入力に接続されている WIPER pin と上部フィルム電極を接続します。下部電極
上のコーナー部に設けられた 4 箇所の電極の内 2 箇所を VDD、もう 2 箇所の電極を VSS として電圧を供給
します。(Y 軸測定の場合 TR, TL ドライバ SW を ON で VDD、また BR, BL ドライバを ON し、VSS と接続
します。) そして AD の入力にかかる電圧を AD 変換し、Y 軸の位置を決定します。
電極
X 軸測定
Y 軸測定
SW の種類
TL
VSS
VDD
Switch
VDD/VSS
TR
VDD
VDD
VDD
ON/OFF
BL
VSS
VSS
VSS
ON/OFF
BR
VDD
VSS
Switch
VDD/VSS
Table 2. Driver SW configuration
VDD
VDD
VDD
TR SW ON
VDD
TL SW ON
BR SW ON
VREF+
BR
TR
TR SW ON
WIPER
AIN+
VREF+
ADC
AIN+
WIPER
ADC
TL
AIN-
VREF
TL
TR
AIN-
VREF-
BL
TL SW ON
BR
BL SW ON
BL
BL SW ON
BR SW ON
a) X-Position Measurement Differential Mode
b) Y-Position Measurement Differential Mode
タッチパネルが押されると破線部分で Top layer, Bottom layer が接続されます。
検出回路側 (Top layer)
ADC
WIPER
TL
BL
TR
BR
駆動側(Bottom Layer)
5-wire Touch Screen Construction
Figure 4. 5線式位置測定回路
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[AK4185]
■ タッチスクリーンの筆圧検出(4 線式のみ有効)
タッチスクリーンの筆圧検出は、YP に VREF+、XN に VREF-の電圧を印加した状態で、XP、YN の電圧を
測定し、2 枚のシートの接触抵抗を算出することで得られます。
これには 2 つの方法があります。一つ目の方法は、X 軸のシート抵抗(Rx-plate)のみが既知の場合です。この
場合、下式のように、接触抵抗が既知のシートの座標と、Z1 位置、Z2 位置を求めることで、接触抵抗を算
出できます。
R TOUCH = R X -plate ⋅
X Position
4096
⎛ Z2 ⎞
⎜⎜ − 1⎟⎟
⎝ Z1 ⎠
二つ目の方法は、X 軸、Y 軸の両方のシート抵抗(Rxplate, Ryplate)が、既知の場合です。この場合、下式の
ように、接触した X 位置、Y 位置、Z1 位置から接触抵抗を計算できます。
R X-plate ⋅ X Position ⎛ 4096 ⎞
⎛ Y
⎞
⎜⎜
− 1⎟⎟ − R Y -plate ⋅ ⎜1 - Position ⎟
4096
⎝ 4096 ⎠
⎝ Z1
⎠
R TOUCH =
VDD
VDD
ON
ON
YP
XP
VREF+
YP
touch
XP
AIN+
ADC
VREF+
AIN+
VREF-
AIN-
touch
ADC
VREF-
AIN-
XN
XN
ON
ON
YN
a)
YN
b)
Z1-Position Measurement Differential Mode
Z2-Position Measurement Differential Mode
Figure 5. 筆圧測定回路
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[AK4185]
■ 温度測定
ダイオードの特性は、以下の式で近似できます。
i D = I0
( )
⋅e
VD
VT
⎛ k ⋅T ⎞
⎟⎟
ただし、VT = ⎜⎜
⎝ q ⎠
<1>
I0: 暗電流
q: 1.602189×10-19 (電子の電荷)
k: 1.38054×10-23(ボルツマン定数)
VD: ダイオード接合電圧
T: 絶対温度
ダイオード接合電圧は温度に比例するため、この電圧を測定することで温度を知ることが可能です。
Temp.
Sensor
I
80
1
TEMP0
TEMP1
Figure 6. 温度測定回路
AK4185 は、Figure 6 のように異なる 2 種類の電流を出力する定電流回路とダイオードを内蔵しており、2 種
類の方法(1 回変換方式、2 回変換方式)で温度測定を行うことが可能です。
2 回変換方式では、2 種類の異なる電流に対するダイオード接合電圧を測定することで、予め、特定温度に
対するリファレンス電圧を知ることなく、直接絶対温度を知ることが可能です。
<1>式より
⎧ ( V (1)− V (80 ) ) ⎫
⎛ I ⎞
⎪
⎪
⎬
⎨
⎜
⎟
VT
⎛ i D1 ⎞
⎪⎭
⎪
⎜⎜ ⎟⎟ = ⎜ 1 ⎟ = 80 = e ⎩
⎝ i D0 ⎠ ⎜⎜ I ⎟⎟
⎝ 80 ⎠
q
T[°C ] = ΔVbe ⋅
− 273
k ⋅ In(80)
ΔVbe = V(1) − V(80 )
T[ ° C ] = 2.648 × 10 3 × ΔVbe − 273
ある温度でダイオード接合電圧が分かっている場合は、<2>式より 1 回の測定でも現在の温度を知ることが
可能です。
⎛ k ⎞ VD
T = ⎜⎜ ⎟⎟ ⋅
<2>
⎝ q ⎠ In⎛⎜ i D ⎞⎟
⎝ I0 ⎠
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[AK4185]
■ ディジタル I/F
AK4185 は、SPI™バスでホストプロセッサと通信をします。ホストプロセッサはシリアルクロックにコマン
ドを同期して通信を開始します。低電圧で動作するマイクロプロセッサとのインタフェースを容易にするた
め、単一電源で 1.6V から動作することが可能です。
VDD=1.6V ~ 3.6V
CSN
SCLK
AK4185
Micro-
DIN
Processor
DOUT
4/5-wire touch panel
PENIRQN
Figure 7. ディジタル I/F
1. A/D データ測定 (外部クロックモード)
(1) 単独リード (CONTINUE bit = “0”)
DDLY bit = “0” (後詰め)のとき
CSN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 23 24
SCLK
S
DIN
“L”
Command Byte
DOUT
(DDLY bit=0,
MODE bit =0)
12bit A/D Data (1) (MSB First)
Hi-Z
DOUT
(DDLY bit=0,
MODE bit =1)
8bit A/D Data (1)
(MSB First)
Hi-Z
Hi-Z
Hi-Z
Figure 8. 単独リード(外部クロックモード: DDLY bit = “0”)
DDLY bit = “1” (前詰め)のとき
CSN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
SCLK
S
DIN
Command Byte
“L”
DOUT
(DDLY bit=1,
MODE bit =0)
12bit A/D Data (1) (MSB First)
Hi-Z
DOUT
(DDLY bit=1,
MODE bit =1)
8bit A/D Data (1)
(MSB First)
Hi-Z
Hi-Z
Hi-Z
Figure 9. 単独リード(外部クロックモード: DDLY bit = “1”)
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[AK4185]
(2) 複数回連続リード (CONTINUE bit = “1”)
DDLY bit = “0” (後詰め)のとき
CSN
··· 104
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
SCLK
S
DIN
“L”
Command Byte
DOUT
(DDLY bit=0,
MODE bit =0)
12bit A/D Data (1) (MSB First)
Hi-Z
DOUT
(DDLY bit=0,
MODE bit =1)
12bit A/D Data (2) (MSB First)
8bit A/D Data (1)
(MSB First)
Hi-Z
12bit A/D Data (6) (MSB First)
8bit A/D Data (2)
(MSB First)
Hi-Z
8bit A/D Data (6)
(MSB First)
Hi-Z
Figure 10. 連続リード(外部クロックモード: DDLY bit = “0”, COUNT bit = “0”)
DDLY bit = “1” (前詰め)のとき
CSN
··· 101
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37
SCLK
S
DIN
“L”
Command Byte
DOUT
(DDLY bit=1,
MODE bit =0)
12bit A/D Data (1) (MSB First)
Hi-Z
DOUT
(DDLY bit=1,
MODE bit =1)
12bit A/D Data (2) (MSB First)
8bit A/D Data (1)
(MSB First)
Hi-Z
12bit A/D Data (6) (MSB First)
8bit A/D Data (2)
(MSB First)
8bit A/D Data (6)
(MSB First)
Hi-Z
Hi-Z
Figure 11. 連続リード(外部クロックモード: DDLY bit = “1”, COUNT bit = “0”)
2. A/D データ測定 (内部クロックモード)
3.
シーケンシャルモードスタート
CSN
1 2 3 4 5 6 7 8
SCLK
R/W=“0”
Command Byte
DIN
S
01 0
1 11
D7
D0
Figure 12. シーケンシャルモードスタートコマンド
(2) シーケンシャルモード A/D データリード
CSN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2122 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40
··· 72
SCLK
R/W=“1”
Command Byte
DIN
S
D7
DOUT
(DDLY bit=0)
Hi-Z
01 0
“L”
11 1
D0
12bit A/D Data (X) (MSB First)
12bit A/D Data (Y) (MSB First)
12bit A/D Data (Z1) (MSB First)
12bit A/D Data (Z2) (MSB First)
Hi-Z
DOUT
(DDLY bit=1)
Hi-Z
12bit A/D Data (X) (MSB First)
12bit A/D Data (Y) (MSB First)
12bit A/D Data (Z1) (MSB First)
12bit A/D Data (Z2) (MSB First)
Hi-Z
Figure 13. シーケンシャルモード A/D データリード(SEQM bit = “000”)
MS0954-J-05
2010/10
- 13 -
[AK4185]
3. Setupコマンド
(1) SetupコマンドWrite
CSN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
SCLK
R/W=“0”
D3
Command Byte
DIN
S
01 0
Addr
D7
DOUT
4.
D0
“L”
Data
D0
Hi-Z
Hi-Z
DIN はデータ送信後、13SCLK 以降最低 15SCLK までの区間は “L”として下さい。
また、16SCLK 以上入力する場合、DIN は必ず “L”として下さい。
Figure 14. Setup コマンド Write
(2) SetupコマンドRead
CSN
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
SCLK
R/W=“1”
Command Byte
DIN
S
0 10
D0 D3
D7
DOUT
5.
“L”
Addr
D0
Data
Hi-Z
Hi-Z
DIN は制御コマンド送信後、9SCLK 以降最低 12SCLK までの区間は “L”として下さい。
また、13SCLK 以上入力する場合、DIN は必ず “L”として下さい。
Figure 15. Setup コマンド Read
MS0954-J-05
2010/10
- 14 -
[AK4185]
■
タッチスクリーンコントロールコマンド
タッチパネルの方式、ADC 変換クロックの制御が可能です。タッチスクリーン電圧を印加する軸の選択や、
入力チャネルの切り替え等の制御は、8 ビットで、CSN = “L”後、SCLK の立下りに同期して出力して下さい。
AK4185 は、SCLK の立ち上がりでラッチします。
Table 4 にAK4185 の制御コマンドを示します。
D7
S
D6
A2
D5
A1
D4
A0
D3
MODE
D2
x1
D1
x2
D0
PD0
Table 3. Command Byte definition (x1, x2: Don’t care)
BIT
D7
Name
S
D6-D4
A2-A0
D3
MODE
D2
D1
D0
x1
x2
PD0
機能
スタートビット。
コマンドの先頭ビットで必ず “H”
チャネル選択ビット。
ADC アナログ入力および基準電圧を選択。
A/D データ出力時 12 ビット/8 ビット切り替えビット。
0: 12 ビット出力
1: 8 ビット出力
Don’t care
Don’t care
パワーダウンモード選択ビット(詳細は、『パワーダウン制御』参照)
Table 4. Control Command definition
(1) 4-wire touch panel configuration
Channel
Selection
A2 A1
0
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
A0
0
1
0
1
0
1
0
1
Status of
Driver Switch
X-Driver Y-Driver
OFF
OFF
OFF
ON
XN-ON
XN-ON
ON
OFF
OFF
YP-ON
YP-ON
OFF
OFF
OFF
ADC input
(ΔAIN)
AIN+
AINTEMP0
VSS
XP
YN
XP
YN
YP
IN
TEMP1
XN
XN
XN
VSS
VSS
Reference Voltage
(ΔVREF)
VREF+ VREFVREF
VSS
YP
YN
YP
YP
XP
VREF
VREF
XN
XN
XN
VSS
VSS
Note
TEMP0
Y-axis
Setup Command
(Table 7)
Z1 (Pressure)
Z2 (Pressure)
X-axis
AIN
TEMP1
Ref. Mode
SER
DFR
DFR
DFR
DFR
SER
SER
Table 5. Control Command List (4-wire)
MS0954-J-05
2010/10
- 15 -
[AK4185]
(2) 5-wire touch panel configuration
TR: VDD ON/OFF, BL: VSS ON/OFF
Channel
Status of
ADC input
Selection
Driver Switch
(ΔAIN)
A2 A1 A0 TR-Driver BL-Driver
AIN+
AIN0
0
0
OFF
OFF
TEMP0
VSS
0
0
1
ON
ON
WIPER
BL
0
1
0
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
Reference Voltage
(ΔVREF)
VREF+
VREFVREF
VSS
TR
BL
-
ON
ON
WIPER
BL
TR
BL
OFF
OFF
TEMP1
VSS
VREF
VSS
Note
TEMP0
Y-axis
Setup Command
(Table 7)
Reserved
Reserved
X-axis
Reserved
TEMP1
Ref. Mode
SER
DFR
DFR
SER
Table 6. Control Command List (5-wire) (上記以外の組み合わせは invalid)
(3) Setup Command configuration
BIT
D7
NAME
S
D6-D4
D3-D1
A2-A0
Addr
D0
R/W
DESCRIPTION
スタートビット。
コマンドの先頭ビットで必ず “H”
Setup command. Must write “010”
Addr Selection (Table 8)
“000”: Function 1 (Table 9)
“001”: Function 2 (Table 10)
“010”: Function 3 (Table 11)
“011”: Function 4 (Table 12)
“111”: Command of internal clock mode
READ/WRITE
0: Write (Addr bits = “111” の時、シーケンシャルモードスタート)
1: Read (Addr bits = “111” の時、シーケンシャルモード A/D データリード)
Table 7. Setup Command description
Setup Command Function
Addr
NAME
D3
D2
D1
D0
00H
Function 1
PANEL
CONTINUE
COUNT
DDLY
01H
Function 2
SEQM[2:0]
0
02H
Function 3
INTERVAL[2:0]
0
03H
Function 4
SLEEP[1:0]
SEQST[1:0]
04H
Reserved
0
0
0
0
05H
Reserved
0
0
0
0
06H
Reserved
0
0
0
0
07H
Command
x
x
x
x
Note 9. “0”で指定されたビットへの “1”の書き込みは禁止です。
Table 8. Setup Command List (x: Don’t care.)
MS0954-J-05
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- 16 -
[AK4185]
Function 1 [R/W]: 外部クロックモード/内部クロックモード共通
BIT
NAME
DESCRIPTION
D3
PANEL
4/5 線切り替え
0: 4 線式 (default)
1: 5 線式
D2
CONTINUE 単独/連続モード切り替え (外部クロックモード時のみ有効)
0: 単独 (default)
1: 連続
D1
COUNT
ADC Conversion count
0: 6 times AD conversion (default)
1: 10 times AD conversion
D0
DDLY
AD 出力データ位置切り替え
0: 後詰め (default)
1: 前詰め
Table 9. Setup Function 1 description
Function 2 [R/W]: 内部クロックモード時のみ有効
BIT
NAME
DESCRIPTION
D3-D1
SEQM
Sequence Mode
000: X → Y → Z1 → Z2 Scan (4 線式のみ有効) (default)
001: X → Y Scan
010: X Scan
011: Y Scan
100: Z1 → Z2 Scan (4 線式のみ有効)
101: TEMP0 → TEMP1
110: A-IN (4 線式のみ有効)
111: Reserved
D0
Reserved
Table 10. Setup Function 2 description
Function 3 [R/W]: 内部クロックモード時のみ有効
BIT
NAME
DESCRIPTION
D3-D1 INTERVAL Sampling interval times.
000: 0μs (default)
001: 5μs
010: 10μs
011: 20μs
100: 50μs
101: 100μs
110: 200μs
111: 500μs
D0
Reserved
Table 11. Setup Function 3 description
Function 4 [R/W]: 外部クロックモード/内部クロックモード共通
BIT
NAME
DESCRIPTION
D3-D2
SLEEP
Sleep Command (設定後 CSN=H としたときに有効)
00: Normal Mode (default)
01: Sleep Mode 1 (PENIRQN disabled and output “H”. Touch Panel is open.)
10: Sleep Mode 2 (PENIRQN disabled and open. Touch Panel is open.)
11: Reserved
D1-D0
SEQST
Status Bits
[Read only]
00: Not Busy
01: Sampling Wait
10: Sequence Busy
11: Data Available
Table 12. Setup Function 4 description
MS0954-J-05
2010/10
- 17 -
[AK4185]
■ 電源立ち上げシーケンス
AK4185 はパワーオンリセットを内蔵している為、20ms の L 区間(0.1V 以下)保持後、2ms 以内に 80%VDD
に達するように電源を立ち上げて下さい。電源立ち下げ時の制約はありません。また、電源投入直後に PD0
bit などの内部レジスタや、A/D コンバータのシーケンスレジスタなどを初期化するために、8bit 制御コマン
ドを発行し、内部レジスタの値を確定して下さい。電源立ち上げシーケンスは CSN = “H” または CSN = “L”
で電源投入後 CSN = “H” にしてから CSN = “L” にして制御コマンドを発行後、再度 CSN = “H” にして下さ
い。1 度制御コマンドを発行すれば、それ以降、前回発行された制御コマンドの状態が保持されます。
80%VDD
0.1V
VDD
20ms
(min)
2ms (max)
CSN
50ms
DIN
C ontrol Command
Setup F unction1
Setup Function2
Setup Function3
Setup Func tion4
Figure 16. 電源立ち上げシーケンス
■ パワーダウン制御
PD0 bit で、今回 A/D 変換終了後のパワーダウン制御とペン割り込み機能の設定を行います。最小の消費電
流を実現するためには、A/D 変換後パワーダウンを行う PD0 bit = “0”コマンドの設定を推奨します。連続測
定(X, Y, Z, TEMP, IN をそれぞれ連続で実行)をする場合は、一連の測定中は PD0 bit = “1”に設定することで
A/D コンバータは測定終了後も ADC ON 状態となり、データのばらつきを減らすことが可能です。
PD0
0
1
機能
オートパワーダウンモード。
内蔵 A/D コンバータは、変換が終了すると自動的にパワーダウンし、変換開始時に自動的
にパワーアップします。また、CSN = “H” では、パワーダウン状態です。パワーダウン状
態では、タッチスクリーンドライバスイッチは OFF になります。(4 線式: YN pin は VSS、
5 線式: BL pin は VSS)。このモードでは、サンプリングトラッキング、A/D 変換中以外
は、ペン割り込み機能が有効です。
ADC ON モード
CSN = “L”では、タッチスクリーンドライバ、A/D コンバータは常に ON 状態です。このた
め、A/D コンバータの入力ピンのセトリング時間を長く取る場合に有効です。
CSN = “H” では、A/D コンバータはパワーダウン状態で、タッチスクリーンドライバスイ
ッチは OFF になります。(4 線式: YN pin は VSS, 5 線式: BL pin は VSS) また、CSN = “H”の
期間はペン割り込み機能が有効です。
一旦 CSN = “H”にした後、再度 CSN = “L”とした場合、前回設定された入力チャネル、ド
ライバスイッチの状態に再設定されます。
Table 13. パワーダウン制御
MS0954-J-05
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- 18 -
[AK4185]
■ スリープモード
AK4185 は、予期しないペンタッチによる電流の消費を抑制するために、タッチスクリーンとの接続を Open
にし、ペン割り込みを無効にすることが可能なスリープモードをサポートしています。
SLEEP[1:0]レジスタに書き込むことでスリープモードに入ります。SLEEP[1:0]に書き込んだ後、実際にスリ
ープモードとして動作させる為には CSN = “H”とすることが必要です。CSN = “L”では、スリープモードと
通常モードの差はなく、全てのコマンドを受け付けます。
SLEEP[1:0]
00
CSN = “L”
ペン割り込み
タッチパネル
通常動作
通常動作
01
通常動作
通常動作
10
通常動作
通常動作
11
N/A
CSN = “H”
ペン割り込み
タッチパネル
通常動作
通常動作
Disable
Open
(PENIRQN=H)
Disable
Open
(PENIRQN=Hi-z)
N/A
Table 14. スリープモード
MS0954-J-05
2010/10
- 19 -
[AK4185]
コントロールシーケンス
■ タッチスクリーンコントローラ制御シーケンス (外部クロックモード)
外部クロック(DCLK)に同期して A/D 変換を実行し、中間値平均処理をしない生データを出力するモードで
す。
(1) 単独モード (CONTINUE bit = “0”)
A/D入力サンプリング、変換のタイミングを Figure 17、Figure 18 に示します。タッチスクリーンの制御は、
CSN, SCLK, DIN, DOUTの 4 線式インタフェースで行います。CSN pinの↓エッジでDOUTはHi-Z状態から“L”
になります。AK4185 は、8 ビットのタッチスクリーン制御コマンドを読み込みます。8bit制御コマンド発行
終了後、最低 7SCLKの間はDIN = “L” として下さい。スタート(S bit)ビットは、タッチスクリーンコマンド
の開始を認識するため必ず“1”でなければなりません｡5SCLK↓~8SCLK↓ (tSam) までは、ADCの入力のサンプ
リングを行います。逐次比較型ADコンバータは、SCLKに同期して変換を行います。8SCLK↓からAD変換を
開始し、9SCLK↓からMSBファーストで 12bit or 8bitのデータを出力していきます。破線のようにA/Dデータ
の出力中にコマンドデータを送出することで、最速 15SCLKサイクルでA/D変換を行うことが可能です。詳
細なタイミング規定に関しては、『スイッチング特性』を参照して下さい。
CSN
1
2
3
4
5
A0
MO
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
SCLK
S
DIN
A2
A1
X1
X2
PD0
Hi-Z
11
10
9
8
7
6
S
A2
A1
5
4
3
A0
2
MO
X1
1
0
X2
PD0
11
10
DOUT
Touch Screen Driver SW (Internal Node)
(DFR Mode, PD0 =”0”)
Figure 17. 外部クロックモード制御シーケンス(単独12bitモード)
CSN
1
2
3
4
5
A0
MO
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
SCLK
S
DIN
A2
A1
Hi-Z
X1
X2
PD0
7
6
5
4
3
2
S
A2
1
0
A1
A0
MO
X1
X2
PD0
7
6
DOUT
Touch Screen Driver SW (Internal Node)
(DFR Mode, PD0 =”0”)
Figure 18. 外部クロックモード制御シーケンス(単独8bitモード)
MS0954-J-05
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- 20 -
[AK4185]
(2) 連続モード (CONTINUE bit = “1”)
A/D入力サンプリング、変換のタイミングを Figure 19、Figure 20 に示します。CSN pinの↓エッジでDOUTは
Hi-Z状態から“L”になります。AK4185 は、8bitのタッチスクリーン制御コマンドを読み込みます。8bit制御
コマンド発行終了後、5SCLK↓~8SCLK↓ (tSam) までは、ADCの入力のサンプリングを行います。逐次比較型
ADコンバータは、SCLKに同期して変換を行い、9SCLK↓からAD変換を開始します。
DDLY bit = “0”のときは、12SCLK↓から MSB ファーストで 12bit のデータを出力していきます。連続モード
では、COUNT bit で設定した回数に従って、8SCLK↓から 16SCLK 毎に連続でデータを出力します。(12bit
MSB ファースト、後詰め)
CSN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
9
8
7
6
5
20
21
22
23
2
1
24
25
26
27
28
29
37
38
39
40
41
42
SCLK
S
DIN
A2
A1
A0
MO
X1
X2
PD0
Hi-Z
11
10
DOUT
4
3
0
11
Data 1
3
2
1
0
11
10
9
8
Data 2
7
6
5
4
3
2
1
0
Data n
Touch Screen Driver SW (Internal Node)
(DFR Mode, PD0 =”0”)
16SCLK
16SCLK
Figure 19. 外部クロックモード制御シーケンス(連続モード: DDLY bit = “0”)
DDLY bit = “1”のときは、9SCLK↓から MSB ファーストで 12bit のデータを出力していきます。連続モードで
は、COUNT bit で設定した回数に従って、9SCLK↓から 16SCLK 毎に連続でデータを出力します。(12bit
MSB ファースト、前詰め) 出力データ位置は、単独モードと同じタイミングになります。
CSN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
9
8
7
6
5
17
18
19
20
2
1
21
22
23
24
25
26
27
28
29
37
8
0
38
39
40
41
42
SCLK
S
DIN
A2
Hi-Z
DOUT
A1
A0
MO
X1
X2
PD0
11
10
4
3
0
11
Data 1
10
9
Data 2
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Data n
Touch Screen Driver SW (Internal Node)
(DFR Mode, PD0 =”0”)
16SCLK
16SCLK
Figure 20. 外部クロックモード制御シーケンス(連続モード:DDLY bit = “1”)
連続モードでは PD0 bit = “1”とすることで、ADC 動作間でも ADCON を維持する為、データのばらつきを減
らすことが可能です。
連続モード動作中にコマンドを発行しても無視されます。次のコマンド受付可能タイミングは、COUNT bit
= “0”のとき 96SCLK↑、COUNT bit = “1”のとき 160SCLK↑になります。コマンド発行を 97SCLK↑(COUNT bit
= “0”)または、161SCLK↑(COUNT bit = “1”)とすることで、前のコマンドによるデータと今回発行したコマン
ドによるデータの位置関係を連続モードによるデータ出力周期(16SCLK 周期)と同じにすることが可能です
MS0954-J-05
2010/10
- 21 -
[AK4185]
■ タッチスクリーンコントローラ制御シーケンス (内部クロックモード)
内部クロックモードでは、内蔵クロック(OSCLK)に同期して A/D 変換をシーケンシャルに実行し、中間値平
均処理フィルタを使い、最大値と最小値を除いて平均化したデータを出力するモードです。
シーケンススタートコマンド(10101110b)を発行することで、内部クロックモードに移行します。コマンド発
行により、PENIRQN を“L”にセットし、内部 OSC を自動的にパワーアップします。その後、SEQM[2:0]で設
定されたシーケンスを順次実行していきます。シーケンスが全て終了すると、PENIRQN↑とし、シーケンス
の終了を知らせます。PENIRQN↑から 2.8µs(typ)で内部 OSC をパワーダウンし、PENIRQN を開放し、Pen 割
り込み機能を有効にします。
シーケンス終了を示す PENIRQN↑または Status レジスタ SEQST[1:0]を読み出すことで ADC データの存在を
確認することが出来ます。データの読み出しは、リードコマンド(10101111b)を発行することで順次読み出し
可能です。読み出される順は、SEQM[1:0]による設定順になります。データ数以上に読み出しを行った場合、
“0”データを出力します。また、リードコマンドの発行によりデータはクリアされますので、1 回のリードコ
マンドで全てのデータを読み出してください。
必ず、シーケンス終了を示す PENIRQN↑、または Status レジスタ SEQST[1:0]が “11” (Data Available)の
状態を確認してから、データの読み出しをして下さい。データのない状態での空読みはしないで下さい。
Pen
Touch
Sequence Start
Set PENIRQN Low
Start Clock
Driver Set
Wait Timer
ADC
No
Count End?
Yes
Sequence
End?
No
Yes
Set PENIRQN High
Stop Clock & PenTouch Enable
Done
Figure 21. 内部クロックモード制御フロー
MS0954-J-05
2010/10
- 22 -
[AK4185]
PENIRQN
2.8us
CSN
SCLK
S Sequent ial Mode W
DIN
S=1
DOUT
= “010111”
W=0
Hi-Z
OSCLK
Internal Sequence
(SEQM2-0 bits=“001”,
X - Y Scan)
PEN Touch
Wait
Tracking, Conversion
(X-axis 1st)
Tracking, Conversion
(X-axis 2nd)
Tracking, Conversion
(X-axis nth)
20 OSCLK
20 OSCLK
20 OSCLK
Tracking, Conversion
(Y-axis 1st)
Tracking, Conversion
(Y-axis nth)
20 OSCLK
20 OSCLK
Wait
PENIRQN
Enable
Data Available
Figure 22. 内部クロックモード制御シーケンス (X-Y Scan: SEQM2-0 bits = “001”)
(シーケンスモードスタート→内部シーケンス動作→Data Available)
PENIRQN
2.8us (typ)
CSN
SCLK
S Sequential Mode R
DIN
DOUT
(DDLY bit=0)
DOUT
(DDLY bit=1)
S=1
Hi-Z
Hi-Z
= “010111”
R=1
0 00 0
0
X-axis 12bit A/D-data
X-axis 12bit A/D-data
0000
000 0
Y-axis 12bit A/D-data
Y-axis 12bit A/D-data
000
Data Available
16 SCLK
16 SCLK
Figure 23. 内部クロックモード制御シーケンス(X-Y Scan: SEQM2-0 bits = “001”)
(Data Available→A/DデータRead)
シーケンス実行中は、実行可能なコマンドがレジスタリード、外部クロックコマンドによる A2-0, MODE,
PD0 bits の書き換えのみに制限されます。それ以外のコマンドは無視されます。
また、シーケンス実行中に CSN = “H”とすることも可能です。但し、SLEEP mode の場合、シーケンス動作
が優先されます。
SLEEP mode が設定されている場合、シーケンス終了により SLEEP mode (CSN = “H”時)に入ります。
MS0954-J-05
2010/10
- 23 -
[AK4185]
■ ペン割り込み
ペン割り込みは、ペンがタッチスクリーンに接触したことを知らせる機能で、A/D コンバータがパワーダウ
ン状態時に動作します。割り込みイネーブルの状態では、4 線式の YN pin、5 線式の BL pin が VSS に接続さ
れます。また、4 線式の XP pin、5 線式の WIPER pin は、内部抵抗(RIRQ: typ.50KΩ)でプルアップ状態になり
ます。また、PENIRQN は、内部で 4 線式では XP pin、5 線式では WIPER pin と接続されます。ペン等によ
りタッチスクリーンが押されると、タッチスクリーンの 2 枚のシートが接続するため、4 線式では(VDD)--(Ri)--- (X+)---(Y-)経由で電流が流れます。5 線式では(VDD)--- (Ri)--- (WIPER)---(BL)経由で電流が流れます。
タッチスクリーンの抵抗は、一般に数百Ωなので、PENIRQN は “L” になります。ペンを離すと電流が流れ
ないため、PENIRQN は “H” になります。
CSN = “H”の状態では、基本的にペン割り込みは有効になり、ペン等によりタッチスクリーンが押されると、
PENIRQNは “L”になります。内部クロックモード動作中(『■ タッチスクリーンコントローラ制御シーケン
ス』)とスリープモード(『■ スリープモード』)では、ペン割り込みは無効になります。
また、CSN = “L” の状態では、PENIRQNの動作はパワーダウンモード中のPD0 bitと関係があります。PD0
bitは 8SCLK↑で切り替えが発生(詳細は、『パワーダウン制御』の項参照)し、状態が変化します。従って、
その直前までは、前回設定されたPD0 bitの値となります。また、Setupコマンド発行中も、前回設定された
PD0 bitの値に従います。CSN = “L”の場合でも内部クロックモード動作中は、ペン割り込みはDisableになり
ます。(『■ タッチスクリーンコントローラ制御シーケンス』参照)
i.
CSN = “L” で 5SCLK↓までの区間
この区間での PENIRQN の動作は、前回選択された入力チャネルおよび PD0 bit により決まります。前回設
定時 PD0 bit が “0” の場合、前回の入力チャネル設定に関係なく、ペンタッチしている場合は “L”、していな
い場合は “H” になります。前回設定時 PD0 bit が “1” の場合、スクリーンの接触／非接触に関係なく前回の
入力チャネル設定により PENIRQN が決まります。この場合、前回入力チャネルがタッチスクリーン(X 軸、
Y 軸、Z1、Z2、5 線式時の WIPER)の場合、常に “L” です。また、前回入力チャネルがタッチスクリーン以
外(温度、IN)の場合は常に “H” です。
ii.
CSN = “L”で 5SCLK↓から 20SCLK↓ (8bit mode は 16SCLK↓)までの区間
この区間では、選択された入力チャネルおよび PD0 bit により PENIRQN の動作が決まります。今回の PD0
bit 設定が “0” の場合、入力チャネルとしてタッチスクリーンが選択された場合、スクリーンの接触／非接触
に関係なく常に “L” になります。また、入力チャネルとして、温度、IN が選択された場合、スクリーンの
接触／非接触に関係なく常に “H” になります。今回の PD0 設定が “1” の場合、入力チャネル、スクリーン
の接触／非接触に関係なく常に “H” です。
iii.
CSN = “L”で 20SCLK↓(8bit mode は 16SCLK↓)以降の区間
この区間での PENIRQN の動作は、今回選択された入力チャネルおよび PD0 bit により決まります。今回の
PD0 設定が “0” の場合、今回の入力チャネル設定に関係なく、ペンタッチしている場合は “L”、していない
場合は “H” になります。今回の PD0 bit の設定が “1” の場合、スクリーンの接触／非接触に関係なく今回設
定された入力チャネルにより PENIRQN が決まります。この場合、この入力チャネルがタッチスクリーンの
場合、常に “L” です。また、この入力チャネルが温度、IN の場合は常に “H” です。
コマンド発行中、および A/D データ出力中の不要な割り込みに関しては、CSN が “L” の間、ホストプロセ
ッサ側が PEN 割り込みを禁止することで対処可能です。
連続 ADC mode 時は、コマンド発行後 5SCLK↓∼21SCLK↓を繰り返すような動作になります。
従って、PD0 bit = “0”の場合、1SCLK だけ(20SCLK↓∼21SCLK↓相当)ペン割り込みが有効になりますので、
注意が必要です。通常、PD0 bit = “1”として連続 ADC mode を実行することを推奨します。
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[AK4185]
PENIRQN
VDD
VDD
RIRQ =
VDD
EN2
50kΩ
XP/WIPER
Driver OFF
EN1
YN/BL
Driver ON
Figure 24. ペン割り込み回路 (WIPER にドライバはありません。)
区間 i
区間 iii
区間 ii
CSN
1
2
3
4
5
A0
MO
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
9
8
7
6
5
17
18
19
20
21
22
23
24
SCLK
DIN
S
A2
A1
X1
X2
PD0
11
10
4
3
2
1
0
DOUT
CONV
Internal
Figure 25. ペン割り込みタイミング図
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[AK4185]
システム設計
Figure 26、Figure 27 はシステム接続例です。具体的な回路と測定例については評価ボード(AKD4185)を参照
ください。
<4 線式タッチスクリーン入力>
4-wire
Analog Ground
Touch Screen
Digital Ground
0.01µ *
0.01µ *
0.01µ *
0.01µ *
XP
YP
XN
YN
Top View
Analog Supply
1.6∼3.6V
10µ
+
0.1µ
VDD
CSN
DIN
VSS
IN
PENIRQN
DOUT
SCLK
Auxiliary Analog Input
µP
Figure 26. システム接続図
注:
- AK4185 の VSS と周辺コントローラのグランドは分けて配線して下さい。
- ディジタル入力ピン(CSN, SCLK, DIN pins)はオープンにしないで下さい。
- ホストプロセッサと通信中以外は、AK4185 の DOUT pin は Hi-Z 状態です。そのため、AK4185
の DOUT pin に 100kΩ程度のプルアップあるいはプルダウン抵抗を入れる必要があります。
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[AK4185]
<5 線式タッチスクリーン入力>
5-wire
Analog Ground
Touch Screen
Digital Ground
0.01µ *
0.01µ *
0.01µ *
0.01µ *
BR
TR
TL
BL
Top View
Analog Supply
1.6∼3.6V
10µ
+
VDD
CSN
DIN
VSS
WIPER
PENIRQN
DOUT
SCLK
0.1µ
0.01µ *
µP
Figure 27. システム接続図
注:
- AK4185 の VSS と周辺コントローラのグランドは分けて配線して下さい。
- ディジタル入力ピン(CSN, SCLK, DIN pins)はオープンにしないで下さい。
- ホストプロセッサと通信中以外は、AK4185 の DOUT pin は Hi-Z 状態です。そのため、AK4185
の DOUT pin に 100kΩ程度のプルアップあるいはプルダウン抵抗を入れる必要があります。
6.
グランドと電源のデカップリング
電源とグランドの取り方には十分注意して下さい。通常、VDD にはシステムのアナログ電源を供給します。
VSS はアナロググランドに接続して下さい。システムのグランドは、アナログとディジタルで分けて配線し
PC ボード上の電源に近いところで接続して下さい。小容量のデカップリングコンデンサはなるべく電源ピ
ンの近くに接続して下さい。
7.
アナログ入力
タッチパネル信号ラインに RF 等の発振源が近接する場合は、ノイズが動作に影響します。RF 信号源を遠ざ
けるか、XP, XN, YP, YN の信号ピン近くにコンデンサ(*の 0.01μF)を実装してノイズを除去して下さい。ま
た、タッチパネルからの静電気等のノイズによる誤動作や破壊を防止する為、XP, XN, YP, YN の信号ピン近
くに保護素子を実装して下さい。
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[AK4185]
パッケージ
12pin CSP: 1.96mm x 1.46mm
Top View
Bottom View
1.96 ± 0.05
A
0.5
3
4185
XXXX
2
1
A
B
C
B
3
1.46 ± 0.05
2
1
D
D
C
B
A
0.65± 0.05
φ 0.3 ± 0.05
φ 0.05
M S AB
0.25 ± 0.05
S
0.08 S
■ 材質・メッキ仕様
パッケージ材質: エポキシ系レジン、ハロゲン（臭素、塩素）フリー
半田ボール材質: SnAgCu
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[AK4185]
マーキング
4185
XXXX
A1
XXXX: Date code identifier (4 桁)
Pin #A1 indication
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[AK4185]
改訂履歴
Date (YY/MM/DD)
08/05/09
10/01/25
Revision
00
01
Reason
初版
記述追加
Page
Contents
12, 13, 14
ディジタル I/F
Figure 8~15 追加
電源立ち上げシーケンス
パワーオンリセット記述追加
Figure 16 追加
中間値平均処理の記述追加
アナログ特性
Touch panel drivers switch on-resistance の
Min/Max 値を追加: 2.5Ω (min), 15Ω (max)
アナログ特性
PENIRQ Pull Up Resistor RIRQ の Min/Max 値
を追加: 30kΩ (min), 70kΩ (max)
アナログ特性
Touch panel drivers switch on-resistance の負荷
条件を追加: RL=300Ω
DC 特性
Tri-state Leakage Current 変更
max: 10μA → 3μA
min: -10μA → -3μA
パッケージ図
高さ寸法公差追加
18
10/04/22
02
仕様追加
1, 20, 22
5
10/05/31
03
仕様追加
5
10/10/01
04
記述追加
5
仕様変更
5
記述追加
28
10/10/19
05
重要な注意事項
z
z
z
z
z
z
本書に記載された製品、および、製品の仕様につきましては、製品改善のために予告なく変更すること
があります。従いまして、ご使用を検討の際には、本書に掲載した情報が最新のものであることを弊社
営業担当、あるいは弊社特約店営業担当にご確認ください。
本書に記載された周辺回路、応用回路、ソフトウェアおよびこれらに関連する情報は、半導体製品の動
作例、応用例を説明するものです。お客様の機器設計において本書に記載された周辺回路、応用回路、
ソフトウェアおよびこれらに関連する情報を使用される場合は、お客様の責任において行ってください。
本書に記載された周辺回路、応用回路、ソフトウェアおよびこれらに関連する情報の使用に起因してお
客様または第三者に生じた損害に対し、弊社はその責任を負うものではありません。また、当該使用に
起因する、工業所有権その他の第三者の所有する権利に対する侵害につきましても同様です。
本書記載製品が、外国為替および、外国貿易管理法に定める戦略物資（役務を含む）に該当する場合、
輸出する際に同法に基づく輸出許可が必要です。
医療機器、安全装置、航空宇宙用機器、原子力制御用機器など、その装置・機器の故障や動作不良が、
直接または間接を問わず、生命、身体、財産等へ重大な損害を及ぼすことが通常予想されるような極め
て高い信頼性を要求される用途に弊社製品を使用される場合は、必ず事前に弊社代表取締役の書面によ
る同意をお取りください。
この同意書を得ずにこうした用途に弊社製品を使用された場合、弊社は、その使用から生ずる損害等の
責任を一切負うものではありませんのでご了承ください。
お客様の転売等によりこの注意事項の存在を知らずに上記用途に弊社製品が使用され、その使用から損
害等が生じた場合は全てお客様にてご負担または補償して頂きますのでご了承下さい。
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