在電動自行車、電梯及工業(yè)設備等人機交互關鍵場景中，用戶對操作界面的直觀性、響應速度與可靠性要求日益提升。特別是在涉及人身安全的系統(tǒng)中，控制面板與主控制器之間的通信必須具備高實時性、抗干擾能力和故障容錯機制。瑞薩電子推出的基于CAN FD的觸摸屏HMI解決方案，通過集成高性能MCU、觸覺反饋、NFC認證與穩(wěn)健通信鏈路，構建了一套高可用、高安全的嵌入式人機交互系統(tǒng)。瑞薩電子代理商-中芯巨能為您介紹該方案的特點及應用領域。

系統(tǒng)架構與核心功能

該方案以CAN FD（Controller Area Network Flexible Data-rate）作為主通信總線，取代傳統(tǒng)I2C或SPI接口，顯著提升了控制面板與系統(tǒng)控制器之間的數(shù)據(jù)吞吐能力。CAN FD支持最高5 Mbps的數(shù)據(jù)速率，并具備強大的錯誤檢測與仲裁機制，確保在電磁干擾復雜的工業(yè)環(huán)境中實現(xiàn)無差錯通信，滿足功能安全（如IEC 61508）對通信可靠性的要求。

前端觸摸界面由RX140或RX261等支持電容式觸摸的32位MCU驅(qū)動。RX140基于RXv2內(nèi)核，集成新一代電容觸摸IP，可在低功耗模式下持續(xù)掃描觸摸狀態(tài)，適用于電池供電設備；RX261則提供更高性能與更強的安全特性（如加密引擎、內(nèi)存保護單元），適合對安全等級要求更高的電梯或工業(yè)控制應用。

多模態(tài)交互設計

為提升操作可靠性，系統(tǒng)引入觸覺反饋機制。DA7280-A是一款低功耗高分辨率觸覺驅(qū)動器，可驅(qū)動ERM（偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量）或LRA（線性諧振執(zhí)行器）馬達，提供可編程的振動波形，在用戶觸摸按鍵時給予明確的物理反饋，尤其在嘈雜或視覺受限環(huán)境下顯著提升操作準確性。

同時，系統(tǒng)集成NFC身份認證功能，支持個性化訪問控制。PTX100R是一款高性能多協(xié)議NFC讀卡器，符合NFC Forum標準，可用于辦公室電梯、酒店門禁等場景的刷卡認證，增強系統(tǒng)安全性和可擴展性。

音頻提示由DA7202 Class D放大器驅(qū)動小型揚聲器，提供清晰的語音或提示音反饋。該芯片專為雙節(jié)電池設備優(yōu)化，效率高、靜態(tài)電流低，適合便攜式HMI應用。

電源與無線連接

系統(tǒng)采用ISL80015或ISL80015A同步降壓轉(zhuǎn)換器，提供高效、小尺寸的電源方案，支持寬輸入電壓范圍（2.7V–5.5V），適配多種供電場景。此外，DA14531MOD作為SmartBond? TINY BLE模塊，可用于無線配置、固件更新或與移動設備配對，拓展系統(tǒng)連接能力。

應用優(yōu)勢與設計考量

高可靠性：CAN FD通信具備錯誤幀重傳、位監(jiān)控、CRC校驗等機制，遠優(yōu)于傳統(tǒng)總線。

環(huán)境適應性強：電容觸摸技術可在戴手套或潮濕環(huán)境下正常工作，結(jié)合觸覺反饋進一步提升魯棒性。

低功耗設計：RA2L1等Cortex-M23 MCU可用于低功耗子系統(tǒng)，實現(xiàn)待機狀態(tài)下的觸摸喚醒。

模塊化架構：各功能單元由專用芯片實現(xiàn)，便于定制與擴展。

該方案已在電動自行車中控屏、智能電梯召喚面板等產(chǎn)品中落地，為工程師提供了從觸摸感知、身份認證到安全通信的完整HMI設計參考。

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