用戶界面是人機(jī)交互的一種工具和機(jī)制。終端產(chǎn)品，例如iPad、電子書或其他任何消費(fèi)類設(shè)備的質(zhì)量，都與用戶界面的構(gòu)建和運(yùn)行直接相關(guān)。

用戶界面的廣泛部署可追溯到打字機(jī)QWERTY 鍵盤的創(chuàng)新。它最開始源于對(duì)快速將數(shù)據(jù)(字母)輸入機(jī)器并打印到紙張上的需求。在本質(zhì)上來講，當(dāng)時(shí)是非常機(jī)械的。人們需要使勁敲擊鍵盤，用足夠的力量利用色帶將字印在紙上。后來，紙張被非易失性存儲(chǔ)器所取代，用來存儲(chǔ)、編輯并在稍后打印出這些文字，文字處理器就這樣誕生了。

便攜式設(shè)備

便攜式消費(fèi)產(chǎn)品，更具體地說就是手機(jī)，在早期基本上是模仿QWERTY 鍵盤的。機(jī)械式按鈕用來將使用者的意圖轉(zhuǎn)換為電平，這樣就能夠與CPU互動(dòng)和理解。人類需要適應(yīng)與機(jī)器協(xié)同工作。這種工作模式對(duì)于那些相對(duì)簡單的設(shè)備，如基本的電話(座機(jī)或手機(jī))來說表現(xiàn)良好。界面所需的功率相對(duì)較低，在多數(shù)情況下，靜態(tài)電流為零(忽略漏電流)。

但是對(duì)于那些更為復(fù)雜，且沒有采用精密技術(shù)處理人類行為和互動(dòng)機(jī)制的設(shè)備和機(jī)器，這種界面使得用戶在使用終端產(chǎn)品時(shí)多次產(chǎn)生糟糕體驗(yàn)，并認(rèn)為其“使用起來太困難”。

手機(jī)用戶界面的迅速發(fā)展解決了智能手機(jī)的困境。按鍵很快就被基于電阻觸摸屏的界面所取代。盡管如此，基本的用戶界面還是未能改變。

應(yīng)當(dāng)指出，電阻觸摸屏界面并非唯一的解決方法。許多其他途徑，例如電容式、表面聲波等都可以發(fā)揮同樣作用，但是，沒有哪種方法像電阻式觸摸屏那樣在便攜式設(shè)備中的應(yīng)用如此廣泛。電阻觸摸屏界面滿足了手機(jī)市場(chǎng)的功耗、性能以及價(jià)格基準(zhǔn)。不管用戶設(shè)備用的是什么界面，它都需要與機(jī)械式按鈕抗衡，因?yàn)橛脩艚缑娴母净A(chǔ)并沒有改變。

隨著iPhone、iPad和iPod觸摸產(chǎn)品的推出，電容式觸摸屏界面得到了廣泛部署。而在蘋果公司選擇電容式方案之初，人們都認(rèn)為其做法背離了行業(yè)發(fā)展方向，因?yàn)樵谀莻€(gè)時(shí)候，大多數(shù)手機(jī)制造商都選用機(jī)械式按鈕或基于電阻式觸摸屏(或兩者兼顧)的界面。電容式觸摸用戶界面甚至都沒能出現(xiàn)在眾多手機(jī)制造商的路線圖之內(nèi)。通過采用電容式觸摸屏界面，用戶界面可通過鑒別功能得到顯著增強(qiáng)，如手勢(shì)識(shí)別。

用戶界面技術(shù)的功耗

了解每個(gè)用戶界面技術(shù)的利弊非常重要。雖然這里有很多方面可以進(jìn)行討論，但我們將重點(diǎn)關(guān)注給定用戶界面的功耗。圖1描述了目前市面上的基本用戶界面架構(gòu)。

圖 1 ：基本用戶界面技術(shù)

手機(jī)解決方案的機(jī)械式按鈕采用基于中斷的時(shí)分感應(yīng)機(jī)制，也叫鍵盤掃描。當(dāng)用戶按下給定的按鈕時(shí)，將觸發(fā)內(nèi)部中斷并開始鍵盤掃描。應(yīng)當(dāng)指出，理論上靜態(tài)電流消耗為零(或至少只是漏電流)。但是，按鍵的實(shí)際掃描和定位將在短暫時(shí)間內(nèi)消耗數(shù)百微安很窄的峰值電流。因此平均電流非常低。概念架構(gòu)如圖2所示。如果我們假設(shè)電壓Vdd = 3.3V，上位電阻為10k歐姆，那么上位電流是3.3V/10k = 330uA。如果這些按鈕處于“按下”狀態(tài)，將會(huì)出現(xiàn)這個(gè)電流。短暫觸摸按鈕時(shí)，在開關(guān)關(guān)閉時(shí)將出現(xiàn)330uA 的電流峰值。

圖 2 – 機(jī)械式按鈕界面

除了電流和集成電路更加復(fù)雜，電阻觸摸機(jī)制與機(jī)械式按鈕類似。電阻觸摸架構(gòu)依賴于沉積半電阻元件的能力，即在一個(gè)基板(通常為玻璃)或聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)上沉積銦錫氧化物(ITO)。將兩個(gè)沉積屏幕融合在一起形成一個(gè)可變電阻，它與電源串聯(lián)，輸出電壓與x和y成正比，此處有“兩個(gè)面板觸點(diǎn)”。雖然直流靜態(tài)電流可能相對(duì)較高，短暫的電流消耗完全取決于每英寸點(diǎn)(dpi)的分辨率和讀取速度的要求。因此，準(zhǔn)確報(bào)告位置所需的電流量，與屏幕密度成正比。這個(gè)電流要比機(jī)械式按鍵高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，因?yàn)樵趯?shí)用性方面，電阻觸摸屏可將其視為一種大型陣列的“機(jī)械式按鍵”。因此，分辨率越高，屏幕上任意點(diǎn)需要的電流量也越多(見圖3)。當(dāng)“連接”形成時(shí)，電流通道形成。這喚醒了電阻觸摸屏控制器，內(nèi)部ADC將讀取A點(diǎn)電壓，而結(jié)果就能在B點(diǎn)獲取(結(jié)果寄存器)。如果你在x坐標(biāo)上運(yùn)行一遍ADC，另一遍是y坐標(biāo)，那么你可以得到x和y對(duì)，這里兩個(gè)屏幕是一起按下的。現(xiàn)代電阻觸摸屏控制器一般集成了低邊對(duì)地開關(guān)，以切斷睡眠模式下的高DC靜態(tài)電流。然而，正如前面提到的幾個(gè)毫安級(jí)的峰值電流(I_CONVERT)，都是在暫時(shí)相A和B的時(shí)間間隔期內(nèi)的源和同步電流。