ASAHI KASEI
[AK4182A]
タッチスクリーンコントローラ
AK4182A
概要:
AK4182Aは、逐次比較型12ビットA/Dコンバータを内蔵した抵
抗膜方式(4線式対応)タッチスクリーンコントローラです。
AK4182Aは、2.2Vから動作し、且つサンプリング周波数として
125kHzまで動作可能です。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、ディジタルI/Fは1.5V
から動作可能です。
X軸/Y軸の位置検出に加え筆圧検出も可能です。基準電圧源を内
蔵しています。5Vまでのバッテリ電圧を直接測定することも可
能です。また、温度センサを内蔵しているため、温度測定も可
能です。
パッケージは、小型の16ピンQFNです。
特長:
逐次比較型12bit ADC内蔵 (S/H回路内蔵)
低電圧動作 (VCC = 2.2V〜3.6V)
低電圧ディジタルI/F(1.5V〜VCC)
４線式インタフェース
サンプリング周波数 125kHz (max)
基準電圧内蔵 (2.5V)
筆圧測定
温度センサ内蔵
バッテリ電圧測定
低消費電流 (260μA)
Package
16pin QFN
XP
DCLK
YP
Level
Shifter
XN
Control
Logic
CSN
DOUT
YN
DIN
IN
BUSY
Internal VREF(2.5V)
VBAT
IOVDD
R1
PENIRQN
R2
VREF+
VREF-
AIN+
AIN-
12bit
ADC
(SAR type)
PEN
INTERRUPT
Temp.
Sensor
VCC
VREF
GND
ブロック図
MS0482-J-01
1
2007/12
ASAHI KASEI
■
[AK4182A]
オーダリングガイド
AK4182AVN
-40°C ∼ +85°C
16 pin QFN
■ ピン配置
VREF
IOVDD
PENIRQN
DOUT
IN
BUSY
DIN
VBAT
CSN
GND
DCLK
YN
2
XN
YP
XP
VCC
MS0482-J-01
2007/12
ASAHI KASEI
[AK4182A]
ピン／機能
No.
1
Signal Name
BUSY
I/O
O
2
DIN
I
3
CSN
I
4
5
6
DCLK
VCC
XP
I
I/O
7
YP
I/O
8
XN
I/O
9
YN
I/O
10
11
12
13
GND
VBAT
IN
VREF
I
I
I/O
14
IOVDD
15
PENIRQN
O
16
DOUT
O
MS0482-J-01
Description
BUSY Output
CSN↓で “L” になります。8DCLK↓と 9DCLK↓の間は “H” になります。
CSN = “H” では Hi-Z 状態です。
Serial Data Input
CSN = “L” で制御用データ（8 ビット）をシリアル入力します。
AK4182A は、DCLK 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。
Chip Select Input
CSN = “L” で、レジスタへの書き込みが可能です。
External Clock Input
Power Supply
Touch Screen X+ plate Voltage supply
X 軸方向の位置測定時：タッチパネルの X+軸側に電圧供給します
Y 軸方向の位置測定時：ADC への被測定電位入力端子として使用します。
筆圧検出時：Z1 測定では、ADC への被測定電位入力端子として使用します。
温度・バッテリ電圧・外部アナログ電圧測定時：OPEN です。
ペン割り込み検出時：内部抵抗 50kΩでプルアップしています。
Touch Screen Y+ plate Voltage supply
Y 軸方向の位置測定時：タッチパネルの Y+軸側に電圧供給します
X 軸方向の位置測定時：ADC への被測定電位入力端子として使用します。
筆圧検出時：タッチパネルの Y+軸側に電圧供給します
温度・バッテリ電圧・外部アナログ電圧測定時：OPEN です。
ペン割り込み検出時：OPEN です。
Touch Screen X- plate Voltage supply
X 軸方向の位置測定時：タッチパネルの X-軸側に電圧供給します
Y 軸方向の位置測定時：OPEN です。
筆圧検出時：タッチパネルの X-軸側に電圧供給します
温度・バッテリ電圧・外部アナログ電圧測定時：OPEN です。
ペン割り込み検出時：OPEN です。
Touch Screen Y- plate Voltage supply
Y 軸方向の位置測定時：タッチパネルの Y-軸側に電圧供給します
X 軸方向の位置測定時：OPEN です。
筆圧検出時：Z2 測定では、ADC への被測定電位入力端子として使用します。
温度・バッテリ電圧・外部アナログ電圧測定時：OPEN です。
ペン割り込み検出時：GND です。
Ground
Analog Input for Battery Monitor
Auxiliary Analog Input
Voltage Reference Input/Output
内部基準電圧を使用する場合は、2.5V を出力します。
Digital I/O Power Supply
ディジタル I/F 用電源です。
Pen Interrupt Output
CSN = “H” でペン割り込みEnable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。CSN = “H” でペン割り込みDisable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。CSN = “L” では、パワーダウンモー
ド、入力チャネル等により状態が変化します。詳細は、 パワーダウン制御 および
ペン割り込みの項を参照下さい。
Serial A/D Data Output
A/D データを DCLK の↓で MSB から順にシリアル出力します。
MSB は、BUSY の↓で出力します。
CSN = “L” では AD データを出力していない時は “L” を出力します。
CSN = “H” では Hi-Z 状態です。
3
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[AK4182A]
絶対最大定格
GND = 0V (Note 1)
Parameter
Power Supply
Digital I/O Power Supply
Input Current (any pins except for supplies)
Input Voltage
Touch Panel Drive Current
Ambient Temperature (power supplied)
Storage Temperature
Symbol
VCC
IOVDD
IIN
VIN
IOUTDRV
Ta
Tstg
min
-0.3
-0.3
-0.3
-40
-65
max
6.0
6.0
±10
6.0(VCC+0.3)
50
85
150
Units
V
V
mA
V
mA
°C
°C
max
3.6
VCC
Units
V
V
Note 1. 電圧は全てグランドピンに対する値です。
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
GND = 0V (Note 1)
Parameter
Power Supplies
Digital I/O Power Supply
Symbol
VCC
IOVDD
min
2.2
1.5
typ
3.3
3.3
Note 1. 電圧は全てグランドピンに対する値です。
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。
MS0482-J-01
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[AK4182A]
アナログ特性
(Ta = -40°C to 85°C, VCC = IOVDD = 2.7V, External Vref = 2.5V, fs = 125KHz, fDCLK = 16 x fs, 12bit mode)
Parameter
min.
typ.
max.
ADC for Touch Screen
Resolution
12
No Missing Codes
11
12
Integral Nonlinearity (INL) Error
±2
Differential Nonlinearity (DNL) Error
±1
±2
Analog Input Voltage Range
0
Vref
Offset Error
±6
Gain Error
±4
Touch Panel Driver
5
XP, YP, RL = 300Ω
5
XN, YN, RL = 300Ω
XP Pull Up Register (when pen interrupt enable)
50
PSRR (10KHz 100mVpp)
70
Reference Output
Internal Reference
2.44
2.50
2.56
Drift
30
Load Capacitance
0.1
Reference Input
Input Voltage Range
VCC
Battery Monitor
Input Voltage Range
5.0
Input Impedance (Battery Measure Mode)
5
10
±2
Accuracy (Note 2) (外部VREF使用時)
±3
Accuracy (Note 2) (内部VREF使用時)
Temperature Measurement
Temperature Range
-40
85
1.6
Resolution (Note 3)
±3
Accuracy (Note 4)
Power Supply Current
Normal Mode (Internal VREF OFF)
260
500
Normal Mode (Internal VREF ON)
540
800
0
3
Full Power Down (制御コマンドPD1=PD0= “0” 書き込み時)
Units
Bits
Bits
LSB
LSB
V
LSB
LSB
Ω
Ω
KΩ
dB
V
ppm/°C
μF
V
V
KΩ
%
%
°C
°C
°C
μA
μA
μA
Note 2. 5VをVBAT pinに印加した場合に実際に出力されるコードと、1.25Vが入力された場合の理想コードとの差 です。
Note 3. 計算上の理論値です。
Note 4. 特定の温度下で、2つの電流源に対する内部ダイオードの電位差と、理想的な場合の電位差との差です。
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[AK4182A]
DC 特性(Logic I/O)
(Ta=-40°C to 85°C, IOVDD=1.5V to 3.6V)
Parameter
“H” level input voltage
“L” level input voltage
Input Leakage Current
“H” level output voltage (@ Iout = -250μA)
“L” level output voltage
(@ Iout = 250μA)
Tri-state Leakage Current
All pins except for XP, YP, XN, YN pins
XP, YP, XN, YN pins
Symbol
VIH
VIL
IILK
VOH
VOL
IOLK
min.
0.8xIOVDD
typ.
-
-10
IOVDD-0.4
-
-
-10
-10
max.
0.4
Units
V
V
μA
V
V
10
10
μA
μA
max
Units
125
kHz
2100
60
kHz
%
μs
1/fDCLK
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
ns
0.2xIOVDD
10
スイッチング特性
(Ta=-40°C to 85°C, VCC=2.2V to 3.6V, IOVDD = 1.5V to VCC, CL=50pF)
Parameter
Symbol
min
Touch Panel (A/D Converter)
Throughput Rate
fs
DCLK
frequency
fDCLK
10
duty
duty
40
tTRK
1.428
Tracking Time (Rin=600Ω) (Note 5)
Conversion Time
tCONV
t1
100
CSN “↓” to First DCLK “↑”
t2
CSN “↓” to BUSY Tri-State Disabled
t3
CSN “↓” to DOUT Tri-State Disabled
DCLK High Pulse Width
t4
190
DCLK Low Pulse Width
t5
190
t6
DCLK “↓” to BUSY “↑”
Data Setup Time
t7
100
Data Valid to DCLK Hold Time
t8
10
t9
Data Output Delay after DCLK “↓”
t10
0
CSN “↑” to DCLK Ignored
t11
CSN “↑” to BUSY Hi-Z state
t12
CSN “↑” to DOUT Hi-Z state
Note 5. 実際のトラッキング時間は、3tDCLKになります(tDCLK = 1/fDCLK)。
typ
50
12
200
200
160
160
200
200
CSN
50%VCC
t5
t1
t6
t6
t9
t4
t10
DCLK
50%VCC
t8
t7
PD0
50%VCC
DIN
t2
t11
VOH
BUSY
VOL
t12
t3
DOUT
D11
D10
D0
Figure 1. Timing Diagram
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VOH
VOL
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[AK4182A]
■ 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、また、温度やバッテリ電圧測定用として、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
出力コード
FFFH
(ΔVREF-1.5LSB)~ ΔVREF
FFEH
(ΔVREF-2.5LSB) ~ (ΔVREF-1.5LSB)
----------------0.5LSB ~ 1.5LSB
001H
0 ~ 0.5LSB
000H
ΔVREF ： (VREF+) – (VREF-)
Table 1 出力コード
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。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。
■ アナログ入力
アナログ入力チャネルは、A2, A1, A0、SER/ DFR により切り替えます。アナログ入力として、タッチパネル（XP,
YP）が選択されかつ、コマンド中の SER/ DFR bit が “0” の場合（ディファレンシャル方式）、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電位差（X 軸測定の場合、(XP) – (XN)）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（X 軸測定の場合、(YP) – (XN)）が、A/D コンバータのアナ
ログ入力（ΔAIN）になります。SER/ DFR bit が “1”に設定された場合（シングルエンド方式）、A/D コンバータのフル
スケール（ΔVREF）は、内蔵基準電圧あるいは外部基準電圧と、GND 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と GND との電位差になります。
CSN = “L”で START bit の検出後、5DCLK↓から 8CLK↓までの区間は、トラッキング時間になります。
内部キャパシタに電荷をチャージするための時間（トラッキング時間）は、少なくとも、1.428μs(2.1MHz で 3tDCLK)必
要です。また ADC の最大スループットは、125kHz です。
■ 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。
MS0482-J-01
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ASAHI KASEI
[AK4182A]
ON
ON
XP
VREF
XP
AIN+
VREF
YP
ADC
VREF-
AIN+
YP
ADC
VREF-
AIN-
AIN-
XN
XN
ON
YN
YN
ON
a)
X-Position Measurement Differential Mode
b)
Y-Position Measurement Differential Mode
Figure 2 位置測定回路
一般にタッチスクリーンの位置検出は、ディファレンシャルモードの方が、高精度に測定することが可能です。測定電
圧は電源電圧に比例しますが、シングルエンド方式では、フルスケールは、電源電圧の変動に関係なく内蔵あるいは外
部基準電圧源の電圧に固定されます。従って、スクリーン上の同じ位置をタッチしても、別の位置として測定される可
能性があります。また、入力電圧がフルスケールを超えてしまう可能性があります。ディファレンシャルモードでは、
そのようなことは起きません。
ただし、ディファレンシャルモードでは、A/D 変換中も、ドライバスイッチは ON であり、タッチスクリーンに電流を
流し続ける必要があります。これに対して、シングルエンド方式では、トラッキング時（3tDCLK）のみドライバスイッ
チは ON で、この期間のみタッチスクリーンに電流が流れ、A/D 変換中はスイッチを OFF にすることが可能です（PD0
bit を “0” に設定した場合）。消費電流の削減の点ではシングルエンド方式が有利です。しかし一般的に高精度に測定可
能なディファレンシャル方式を使用します。
■ タッチスクリーンの筆圧検出
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（Rxplate）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。
Rtouch = （Rxplate）＊（Xposition/4096） * [ (Z2/Z1) – 1]
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。
Rtouch = (Rxplate*Xposition/4096)*[(4096/Z1) – 1] – Ryplate*[1 – (Yposition/4096)]
MS0482-J-01
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2007/12
ASAHI KASEI
[AK4182A]
ON
ON
YP
YP
XP
VREF+
AIN+
VREF-
AIN-
touch
XP
ADC
VREF+
AIN+
VREF-
AIN-
touch
ADC
XN
XN
ON
ON
YN
a)
YN
b)
Z1-Position Measurement Differential Mode
Z2-Position Measurement Differential Mode
Figure 3 筆圧測定回路
■ 基準電圧源（VREF）
AK4182A は、2.5V 出力の基準電圧源を内蔵しています。この内蔵 VREF は、制御コマンドの PD1 bit を “1” に設定する
と、パワーアップし、 “0” に設定するとパワーダウンします。この内部基準電圧源を用いて、タッチスクリーンのシン
グルエンド測定を行う場合や、バッテリ電圧および温度測定時は、予め PD1 bit を “1” に設定する必要があります。
VREF 回路の安定性を確保するため、VREF pin に 0.1μF 以上のコンデンサを接続して下さい。VREF の立ち上がり時間
は、外付けコンデンサの値に依存しますが、0.1μF を接続した場合、セトリング時間として 500μs 程度取ってください。
外部から基準電圧を入力する場合は、PD1 bit を “0” にして下さい。
また、内蔵基準電圧源を使用する場合は、電源電圧は 2.7V 以上にして下さい。
■ バッテリ電圧の測定
AK4182Aは、電源電圧が 2.2~3.6Vの状態で、リチウムイオンバッテリ等 5Vまでの電圧を直接VBAT pinに入力し測定す
ることが可能です。Figure 4に示す通りVBAT入力電圧は内部でR1、R2（7.5k、2.5k）の抵抗により分割されます。 トラ
ッキング時間は、バッテリのソースインピーダンス(R0)に依存しますが、少なくとも 5μs程度取ってください。
VREF
PD1
Internal
VREF(2.5V)
VBAT
AIN+
R0
VREF+
ADC
R1=7.5K
AIN-
VREF-
R2=2.5K
Enable
Figure 4 バッテリ電圧測定回路
MS0482-J-01
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[AK4182A]
■ 温度測定
ダイオードの特性は、以下の式で近似出来ます。
iD = I0exp(vD/VT) (ただし VT = kT/q)
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
<1>
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
iD1
=I
TEMP0
iD2
= 91 x I
TEMP1
Figure 5 温度測定回路
AK4182Aは、Figure 5 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
(iD2 / iD1) = exp {(V(91 x I) – V(I))/VT} ただし N = (iD2 / iD1) = 91 (電流比)
T°C = ΔVbe * q / (k * ln N) – 273
ΔVbe = V(91 x I) – V(I)
T°C = 2.573×103 × 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。
T = (k/q)* vD/ln(iD/I0)
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<2>
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[AK4182A]
■ ディジタル I/F
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、AK4182AのディジタルI/Fは、1.5Vから動
作することが可能です。ディジタルI/FのI/Oフルスケールレベルは、IOVDDに入力される電圧で規定されます。
VCC=2.2V – 3.6V
IOVDD=1.5V – VCC
IOVDD
AK4182A
Micro-
DCLK
Processor
SDIN
SDOUT
BUSY
Figure 6 ディジタル I/F
■ タッチスクリーンコントローラ制御コマンド
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 bit で、CSN = “L”後、DCLK の立
下りに同期して出力して下さい。AK4182A は、DCLK の立ち上がりでラッチします。
Table 2 にAK4182Aの制御コマンドを示します。
D7
S
D6
A2
BIT
7
6-4
3
Name
S
A2-A0
MODE
2
SER/ DFR
3
PD1-PD0
A2
D5
A1
D4
A0
D3
MODE
D2
SER/ DFR
D1
PD1
D0
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。詳細は下表を参照。
A/D データ出力時 12 ビット/8 ビット切り替えビット。 “L”：12 ビット出力 “H”：8 ビット出
力。
シングルエンド／ディファレンシャル選択ビット
ADC 基準電圧として、シングルエンドかディファレンシャルかを選択するビット
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）
制御コマンド
A1
A0
SER/
ドライバスイッチの状態
XP
XN
YP
YN
ADC入力(ΔAIN)
AIN+
AIN-
基準電圧 (ΔVREF)
VREF+
VREF-
Note
DFR
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
OFF
TEMP0
XP
VBAT
XP(Z1)
YN(Z2)
YP
IN
TEMP1
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
VREF
VREF
VREF
VREF
VREF
VREF
VREF
VREF
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
GND
OFF
OFF
ON
ON
XP
YN
YP
YN
OFF
OFF
ON
ON
ON
ON
ON
ON
OFF
OFF
OFF
OFF
XP(Z1)
YN(Z2)
YP
XN
XN
XN
YP
YP
XP
XN
XN
XN
TEMP0温度測定
Y軸測定
バッテリ電圧測定
筆圧(Z1)測定
筆圧(Z2)測定
X 軸測定
IN 測定
TEMP1 温度測定
NA
Y 軸測定
NA
筆圧(Z1)測定
筆圧(Z2)測定
X 軸測定
スリープモード
NA
Table 2 制御コマンド
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[AK4182A]
■ 電源立ち上げシーケンス
電源投入直後に PD1、PD0 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。
■ スリープモード
AK4182Aは、タッチパネルとの接続をOPENにしたり、ペン割り込みを無効にする事が可能なスリープモードをサポー
トしています。下記制御コマンドを発行するによりAK4182Aはスリープモードに入ります。MODE bitでスリープモード
選択を行います。また、PD1, PD0で設定された各パワーダウン状態でスリープモードに入ります。PD1 = 0設定でスリー
プモードに入ると、消費電流を最小にすることが出来ます。 PENIRQN pin の出力、タッチパネルとの接続は以下の表
(Table 3)の通りです。
一度スリープモードに入ると再度コマンドを受け取るまでは、スリープ状態のままです。
発行コマンド
MODE bit
111010XX
111000XX
1
0
CSN = “L”の時
PENIRQN
タッチパネル
通常動作
通常動作
通常動作
通常動作
Table 3 スリープコマンド設定
CSN = “H”の時
PENIRQN
タッチパネル
Hi-z
Open
Open
H 出力
スリープモードに入るタイミングは 8DCLK↑です。但し、動作は CSN = “H”で有効になります。
スリープモードから通常状態に移行するためには、通常のコマンドを発行して下さい。通常モードへの移行タイミング
は、8DCLK↑です。再度、スリープコマンドを発行した場合は、スリープモードを継続します。また電源投入後の初期
状態は、通常状態モードです。
■ パワーダウン制御
PD1, PD0 の 2 ビットで、パワーダウン制御を行います。PD1 bit により、内蔵基準電圧源のパワーダウン制御を行います。
また、PD0 bit は、A/D コンバータおよびタッチスクリーンドライバスイッチのパワーダウン制御を行います。
内蔵基準電圧源のパワーダウン制御の切り替えは、CSN = “L” の状態で、7DCLK↑で反映されます。
A/D コンバータのパワーダウン制御の切り替えは、CSN = “L” の状態で、8DCLK↑で反映されます。
PD0 = “1” に設定すると、次の CSN = “L” 後、5DCLK↑まで前回のドライバスイッチ状態を保持します（CSN = “H” では、
YN を除き XP, YP, XN の各ドライバスイッチは OFF になります。）
PD1
PD0 PENIRQN
機能
0
0
Enabled
オートパワーダウンモード。
内蔵A/Dコンバータは、変換開始時に自動的にパワーアップし、変換が終了すると自動的
にパワーダウンします。また、CSN = “H” でも、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OPENになります。（ただし、YN pinは
GND）。このモードでは、トラッキング中およびA/D変換中以外は、ペン割り込み機能が
有効です（詳細は『 ペン割り込み』参照）。内蔵基準電圧源は、A/D変換中も含め常に
パワーダウン状態です。
0
1
Enabled
ADC ON モード
CSN = “L”では ADC は常に ON 状態です。内蔵基準電圧源は常にパワーダウン状態で
す。入力チャネルとして X 軸あるいは Y 軸が選択されている場合、CSN = “L”の期間は常
にタッチスクリーンドライバは ON です。このため、A/D コンバータ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す。
1
0
Enabled
VREF ON モード
CSN の状態に関係なく、基準電圧源は常に ON 状態です。AD コンバータはオートパワー
ダウンモードで動作します。5DCLK↓〜20DCLK↓以外の区間では、CSN の状態に関係な
く PENIRQN は有効です。
1
1
Disabled 基準電圧源、ADC 共に ON モード
CSN = “H” では、PEN 割り込みは無効で、常に PENIRQN は “H” です。CSN = “L” の状態
では、ドライバスイッチの ON/OFF を含む前回設定された入力チャネルに設定されま
す。
Table 4 パワーダウン制御
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■ タッチスクリーンコントローラ制御シーケンス
タッチスクリーンの制御は、CSN, DCLK, DIN, DOUT の 4 線式インタフェースで行ないます。
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
6
7
8
MO SER/
DFR
PD1
PD0
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
DCLK
S
DIN
A2
A1
A0
S
A2
5
4
A1
A0
MO SER/
DFR
PD1
PD0
Hi-Z
BUSY
Hi-Z
11
10
9
8
7
6
3
2
1
0
11
10
DOUT
Touch Screen Driver SW
(SER/ DFR
=”1”, PD0 =”0”)
Touch Screen Driver SW
(SER/ DFR
=”0”, PD0 =”0”)
Figure 7 シリアルインタフェース
CSN の↓ で、BUSY および DOUT は、Hi-Z 状態から、“L” になります。AK4182A は、DCLK の↑で、８ビットのコマン
ドを DIN よりラッチします。CSN の↓後、最初に “H” をラッチした時点でコマンドの開始を認識するため、コマンドの
MSB（S ビット）は必ず “H” でなければなりません。
5DCLK↓から、8DCLK↓ までは、ADC のトラッキング時間になります。SER/ DFR = “1”、パワーダウン制御ビット
PD0 = “0” で、かつタッチスクリーンの位置検出あるいは筆圧検出の場合、この区間タッチスクリーンドライバが ON
になります。SER/ DFR = “0” の場合は、5DCLK↓から、20 DCLK↓までタッチスクリーンドライバは ON です。パワー
ダウン制御ビット PD0 = ”1”でタッチスクリーンの位置検出あるいは筆圧検出の場合、5DCLK↓以降、CSN = “H” になる
までタッチスクリーンドライバは常に ON です。
8DCLK↓から、9DCLK↓まで、BUSY は “H” になります。それ以外の区間では “L” です。
9DCLK↓から、MSB ファーストで DOUT より A/D データを出力します。
8bit コマンド発行終了後、最低 7DCLK の間は DIN = “L” として下さい。
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 15DCLK サイクルで A/D 変換を行うことが
可能です。
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[AK4182A]
■ 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、YN pin は GND に接続します。また、XP pin は、内部抵抗（Ri：typ.50K
Ω）でプルアップ状態になります。また、PENIRQN は、内部で XP 端子と接続されます。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、(VCC)--- (Ri)--- (X+)---(Y-)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、PD1 bit と PD0 bit が(1,1)以外の場合、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。また、PD1 bit と PD0 bit が共に “1” の場合、CSN = “H” ではペンが押されたかどうかにかかわらず
PENIRQN は常に “H” になります（割り込みディスエーブル）
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 は 8DCLK↑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 値となります。（PD1 bitは内蔵基準電圧のON/OFFです。CSN = “H” でも内蔵基準電圧源はON状態で
す。）
i.
CSN = “L” で 5DCLK↓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 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 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 X 軸あるいは Y 軸の場合、常に “L” です。また、前回入力チャネルが温度、
VBAT、IN1 の場合は常に “H” です。
ii.
CSN = “L”で 5DCLK↓から 20DCLK↓までの区間
この区間では、選択された入力チャネルにより PENIRQN の動作が決まります。入力チャネルとして X 軸あるいは Y 軸
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、
VBAT、IN1 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。
iii.
CSN = “L”で 20DCLK↓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 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 X 軸あるいは Y 軸の場合、常に “L” です。また、この入力チャネルが温度、
VBAT、IN1 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。
PENIRQN
IOVDD
VCC
Ri =
50kΩ
VCC
EN2
Driver OFF
XP
EN1
YN
Driver ON
Figure 8 ペン割り込み回路
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[AK4182A]
区間 i
区間 iii
区間 ii
CSN
1
2
3
4
5
6
7
8
MO SER/
DFR
PD1
PD0
9
10
11
12
13
14
15
16
9
8
7
6
5
17
18
19
20
21
22
23
24
DCLK
DIN
S
A2
A1
A0
BUSY
11
10
4
3
2
1
0
DOUT
CONV
Internal
AXIS = ((!A2) & (!A1) & (A0))
| ((!A2) & (A1) & (A0))
| ((A2) & (!A1) & (!A0))
| ((A2) & (!A1) & (A0));
/* X 軸測定 */
/* Z1 測定 */
/* Z2 測定 */
/* Y 軸測定 */
EN1 = ((!CSN) & (!CONV) & AXIS & PD0)
/* CSN = “L”、 X/Y/Z1/Z2 軸測定、PD0 = “1”、5DCLK↓ 〜 20DCLK↓ 以外の区間の場合アクティブ*/
| ((!CSN) & AXIS & CONV);
/* CSN = “L”, X/Y/Z1/Z2 軸測定、5DCLK↓ 〜 20DCLK↓ の区間の場合アクティブ */
EN2 = ((!CSN) & (!CONV) & (!PD0))
/* CSN = “L”, PD0 = “1”, 5DCLK↓ 〜 20DCLK↓ 以外の区間の場合アクティブ */
| (CSN & (!DCLK) & (!(PD1& PD0));
/* CSN = “H” かつ DCLK = “L” かつ（PD0, PD1）が(1,1)以外の場合アクティブ */
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[AK4182A]
パッケージ
16pin QFN (Unit: mm)
TOP VIEW
BOTTOM VIEW
2.1 ± 0.15
4.0 ± 0.1
#9
#12
#13
#5
#16
A
#4
B
#1
0.3 ± 0.05
#1Pin Indicator with Laser Maker
0.75 ± 0.05
0.55 ± 0.1
4.0 ± 0.1
2.1 ± 0.15
#8
0.10
M
PIN #1 I.D.
(0.35 ×45 )
EXPOSED THERMAL DIE PAD
0.65
0.2
0.08
* パッケージ裏面のDIE PADの部分は、オープンまたはグランドに接続して下さい。
■ 材質・メッキ仕様
パッケージ材質: エポキシ系樹脂
ダイパッド、リードフレーム材質: 銅合金
ダイパッド、リードフレーム処理: パラジウムメッキ（無鉛）
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ASAHI KASEI
[AK4182A]
マーキング
4182A
XXXX
1
XXXX : Date code identifier (4 桁)
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ASAHI KASEI
[AK4182A]
改訂履歴
Date (YY/MM/DD)
06/03/23
07/12/10
Revision
00
01
Reason
初版
仕様追加
Page
Contents
5
仕様変更
6
誤記修正
7
Differential Nonlinearity (DNL) Error 上限値追加
max ±2 LSB
Tri-state Leakage Current 変更
(XP, YP, XN, YN pins)
max 50μA → 10μA
min -50μA → -10μA
アナログ入力
トラッキング時間説明文修正
パッケージ裏 DIE PAD 部の注意分修正
DIE PAD の部分は、基板 GND と接続
→ オープンまたはグランドに接続
16
重要な注意事項
•本書に記載された製品、及び、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
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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
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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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