PDF《低电压触摸屏控制器 AD7879/AD7889》

低电压触摸屏控制器 AD7879/AD7889 Rev.

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2 mm WLCSP封装 16引脚、4 mm *

4 mm LFCSP封装 应用 个人数字助理 智能型手持设备 触摸屏监控器 POS终端机 医疗设备 蜂窝电话 概述 AD7879/AD7889是12位逐次逼近型模数转换器(SAR ADC), 具有同步串行接口以及用于驱动4线电阻式触摸屏的低导通 电阻开关.AD7879/AD7889工作电源电压极低,采用1.6 V至3.6 V单电源供电,吞吐速率为105 kSPS.两款器件具有关断 模式,此模式下功耗不足6 ?A. 为了降低来自LCD噪声以及其它噪声源的影响,AD7879/AD7889内置预处理模块.预处理功能包括中值滤波 器及均值滤波器.这两个滤波器的结合提供了更稳定的解 决方案,能滤除信号中的杂散噪声,而只保留有用的数 据.两个滤波器的大小都可以设置.其它用户可编程转换 控制包括可变采集时间及第一次转换延迟.每次转换可利 用多达16个采样点来计算均值.AD7879/AD7889采用自动转 换序列器与定时器,可以在从模式或独立(主)模式下工作. 图1. AD7879/AD7889拥有可编程引脚,可以用作到ADC的辅助 输入、电池监控器或GPIO.此外,可编程中断输出有三 种工作模式:作为新数据可用时的通用中断(DAV);

作为 超出限值时的中断(INT);

或者作为屏幕被触摸时的触控 笔按下中断(PENIRQ).AD7879/AD7889可提供温度与触摸 压力测量. AD7879提供12引脚、1.6 mm *

2 mm WLCSP和16引脚、4 mm *

4 mm LFCSP两种封装.AD7889采用背面镀膜WLCSP封装.两款器件均支持SPI接口(AD7879/AD7889)或I2 C接口 (AD7879-1/AD7889-1). ADI中文版数据手册是英文版数据手册的译文,敬请谅解翻译中可能存在的语言组织或翻译错误,ADI不对翻译中存在的差异或由此产生的错误负责.如需确认任何词语的准确性,请参考ADI提供 的最新英文版数据手册. AD7879/AD7889 Rev. C | Page

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40 目录 修订历史 2010年1月―修订版A至修订版B 2009年3月―修订版0至修订版A 2008年10月―修订版0:初始版 特性.1 应用.1 功能框图.1 概述.1 修订历史.2 技术规格.3 SPI时序规格(AD7879/AD7889)4 I2 C时序规格(AD7879-1/AD7889-1)5 绝对最大额定值.6 热阻

6 ESD警告

6 引脚配置和功能描述.7 典型工作特性

9 术语.12 工作原理

13 触摸屏原理.13 触摸屏输入信号测量

14 触摸压力测量.15 温度测量.15 中值滤波器和均值滤波器

17 AUX/VBAT/GPIO引脚.18 辅助输入.18 电池输入.18 限值比较.18 GPIO.18 寄存器映射.20 寄存器详解.21 控制寄存器.25 控制寄存器1.25 控制寄存器2.27 控制寄存器3.28 中断

29 AD7879/AD7889与主机CPU同步.30 串行接口.31 SPI接口

31 I2 C兼容型接口.33 接地和布局.36 引脚架构芯片规模封装(LFCSP)36 WLCSP装配考虑.36 外形尺寸.37 订购指南.38 更新外形尺寸

37 更改订购指南部分

38 增加AD7889和背面镀膜WLCSP封装 通用 更改电池监控器的输入电压范围参数

3 更改表4

6 增加热阻部分和表5;

重新排序

6 更改引脚配置和功能描述部分

7 增加表7

8 更改第一种方法部分.15 更改中值滤波器和均值滤波器部分.17 更改GPIO中断使能(位

12、控制寄存器

3、地址0x03)部分

19 更改表13.22 更改ADC通道(控制寄存器1位[14:12])部分

26 更改电源管理(控制寄存器2位[15:14])部分.7 更改DAV―数据可用中断部分

29 更改INT―超限中断部分.29 更改写入数据部分

31 更改读取数据部分和图40

32 更改图41.33 更改通过I2 C总线写入数据部分

34 更改图44.35 更新外形尺寸

37 更改订购指南部分

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40 技术规格 除非另有说明,VCC = 1.6 V至3.6 V,TA = ?40°C至+85°C. 表1

12 位11

12 位±3 LSB ?0.99 LSB

2 LSB ±2 ±6 LSB ±4 LSB

70 ?V rms

60 dB

2 MHz

6 ?

5 ?

0 VCC V ±0.1 ?A

30 pF 0.3 % ?40 +85 °C 0.3 °C ±2 °C 0.5

5 V

16 k?

2 5 % 0.7 * VCC V 0.3 * VCC V 0.01 ?A

10 pF VCC ? 0.2 V 0.4 V ±0.1 ?A

5 pF 9.5 ?s 包括2 μs的采集时间

105 kSPS AD7879/AD7889 参数 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 直流精度 分辨率 无失码 积分非线性(INL)1 微分非线性(DNL)1 负DNL 正DNL 失调误差1,

2 增益误差1,

2 噪声3 电源抑制3 内部时钟频率 开关驱动器 导通电阻1 Y+, X+ Y?, X? 模拟输入 输入电压范围 直流漏电流 输入电容 精度 温度测量 温度范围 分辨率 精度2 电池监控器 输入电压范围 输入阻抗3 精度 逻辑输入(DIN、SCL、CS 、SDA、GPIO) 输入高电压VINH 输入低电压VINL 输入电流IIN 输入电容CIN

3 逻辑输出(DOUT、GPIO、SCL、SDA、INT) 输出高电压VOH 输出低电压VOL 浮空态漏电流 浮空态输出电容2 转换速率3 转换时间 吞吐速率 电源要求 VCC ICC 转换模式 LSB大小 =

390 μV LSB大小 =

390 μV 25°C下校准 未校准精度 VIN =

0 V或VCC 1.6 2.6 3.6 V 额定性能 数字输入 =

0 V或VCC

480 650 μA ADC导通,PM =

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40 1 See the Terminology section.

2 Guaranteed by characterization;

not production tested.

3 Sample tested at 25°C to ensure compliance. SPI时序规格(AD7879/AD7889) 表2 fSCL

5 t1

5 t2

20 t3

20 t4

15 t5

15 t6

20 t7

16 t8

15 CS SCL DIN DOUT t1

1 16

15 MSB LSB

2 3 MSB LSB

1 2

15 16 t2 t4 t5 t3 t6 t7 t8 07667-002 参数 最小值 典型值 最大值 单位 测试条件/注释 静态

406 μA ADC和温度传感器禁用;

基准电压源 和振荡器启用;

PM = 01或11 关断模式 0.5

6 μA PM =

00 除非另有说明,VCC = 1.6 V至3.6 V,TA = ?40°C至+85°C.样片在25°C下进行测试,以确保符合标准要求.所有输入信号均指定tR = tF =

5 ns(10%到90%的VCC )并从1.4 V电平起开始计时. 参数1 限值 单位 描述 MHz(最大值) ns(最小值) ns(最小值) ns(最小值) ns(最小值) ns(最小值) ns(最大值) ns(最大值) ns(最小值) CS下降沿到第一个SCL下降沿 SCL高电平脉宽 SCL低电平脉宽 DIN建立时间 DIN保持时间 SCL下降沿后的DOUT访问时间 CS上升沿到DOUT高阻态 SCL上升沿到 高电平 图2. SPI详细时序图

1 通过设计保证,但未经生产测试. Rev. C | Page

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40 I2 C时序规格(AD7879-1/AD7889-1) 表3 fSCL

400 t1 0.6 t2 1.3 t3 0.6 t4

100 t5

300 t6 0.6 t7 0.6 t8 1.3 tR

300 tF

300 1 通过设计保证,但未经生产测试. 07667-003 SCL SDA tR tF t2 t5 t1 t3 t4 STOP START STOP START t7 t6 t1 t8 AD7879/AD7889 除非另有说明,VCC = 1.6 V至3.6 V,TA = ?40°C至+85°C.样片在25°C下进行测试,以确保符合标准要求.所有输入信号均 从1.4 V电平起开始计时. 参数1 限值 单位 描述 kHz(最大值) μs(最小值) μs(最小值) μs(最小值) ns(最小值) ns(最小值) μs(最小值) μs(最小值) μs(最小值) ns(最大值) ns(最大值) 起始条件保持时间,tHD;

STA 时钟低电平周期,tLOW 时钟高电平周期,tHIGH 数据建立时间,tSU;

DAT 数据保持时间,tHD;

DAT 停止条件建立时间,tSU;

STO 起始条件建立时间,tSU;

STA 停止条件与起始条件之间的总线空闲时间,tBUF 时钟/数据上升时间 时钟/数据下降时间 图3. I2 C详细时序图 Rev. C | Page

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40 绝对最大额定值 除非另有说明,TA = 25°C. 表4 热阻

75 °C/W 30.4 °C/W 200?A IOL 200?A IOH 1.4V TO OUTPUT PIN CL 50pF 07667-004 AD7879/AD7889 参数 额定值 VCC 至GND 模拟输入电压至GND AUX/VBAT至GND 数字输入电压至GND 数字输出电压至GND 输入电流至除电源外的任何引脚1 ESD额定值(X+, Y+, X?, Y?) 气隙放电(人体模型) 接触放电(人体模型) ESD额定值(所有其它引脚) 人体放电 场感应带电装置模型 机器模型 工作温度范围 存储温度范围 结温 功耗 WLCSP(4层板) LFCSP(4层板) IR回流焊峰值温度 引脚温度(焊接10秒) -0.3 V至+3.6 V -0.3 V至VCC + 0.3 V -0.3 V至+5 V -0.3 V至VCC + 0.3 V -0.3 V至VCC + 0.3 V

10 mA

15 kV

10 kV

4 kV

1 kV 0.2 kV -40℃至+85℃ -65℃至+150℃ 150°C

866 mW 2.138 W 260°C (±0.5°C) 300°C

1 100 mA以下的瞬态电流不会造成SCR闩锁. 注意,超出上述绝对最大额定值可能会导致器件永久性损 坏.这只是额定最值,不表示在这些条件下或者在任何其它 超出本技术规范操作章节中所示规格的条件下,器件能够正 常工作.长期在绝对最大额定值条件下工作会影响器件的可 靠性. θJA 针对最差条件,即将器件以表贴封装焊接在电路板上. 表5. 热阻 封装类型1 θJA 单位 12引脚WLCSP 16引脚LFCSP

1 4层电路板. 图4. 用于确定数字时序的电路 ESD警告 ESD(静电放电)敏感器件. 带电器件和电路板可能会在没有察觉的情况下放 电.尽管本产品具有专利或专有保护电路,但在 遇到高能量ESD时,器件可能会损坏.因此,应当 采取适当的ESD防范措施,以避免器件性能下降或 功能丧失. Rev. C | Page

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40 引脚配置和功能描述 07667-005 TOP VIEW (BALL SIDE DOWN) Not to Scale AUX/ VBAT/ GPIO VCC/REF X+ Y+ DOUT DIN XC SCL GND YC

1 A B C D

2 3 BALL A1 INDICATOR PENIRQ/ INT/DAV CS 07667-006 TOP VIEW (BALL SIDE DOWN) Not to Scale AUX/ VBAT/ GPIO VCC/REF X+ Y+ SDA ADD1 XC SCL GND YC

1 A B C D

2 3 BALL A1 INDICATOR PENIRQ/ INT/DAV ADD0 表6. 引脚功能描述(WLCSP) AD7879/ AD7889 AD7879-1/ AD7889-1 1A 1A AUX/VBAT/GPIO 1B 1B PENIRQ/INT/DAV 1C N/A DOUT N/A 1C SDA 1D 1D SCL 2A 2A VCC/REF 2B N/A CS N/A 2B ADD0 2C N/A DIN N/A 2C ADD1 2D 2D GND 3A 3A X+ 3B 3B Y+ 3C 3C X? 3D 3D Y? AD7879/AD7889 图5. AD7879/AD7889 WLCSP引脚配置 图6. AD7879-1/AD7889-1 WLCSP引脚配置 引脚编号 引脚名称 描述 此引脚可配置为ADC的辅助输入(AUX)、ADC的电池测量输入(VBAT)或 通用数字输入/输出(GPIO). 中断输出.当屏幕被触摸时(PENIRQ),当测量结果超过预编程的限值 时(INT),或者当寄存器中有新数据可用时(DAV),此引脚有效.低电平 有效,内置50 kΩ上拉电阻. AD7879/AD7889的SPI串行数据输出. AD7879-1/AD7889-1的I2 C串行数据输入和输出. 串行接口时钟输入. 电源输入和ADC基准电压. AD7879/AD788........