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電容式觸摸感�(yīng)按鍵
閱讀�6767�(shí)間:2011-01-17 11:32:01

  電容式觸摸感�(yīng)按鍵就是一�(gè)不斷地充電和放電的張�振蕩�。如果不觸摸開關(guān),張弛振蕩器有一�(gè)固定的充電放電周�,頻率是可以測量�。如果我們用手指或者觸摸筆接觸開關(guān),就會增�電容�的介電常�(shù),充電放電周期就變長,頻率就會相�(yīng)減少。測量周期的變化,就可以偵測觸摸�(dòng)��

概述

  市場上的消費(fèi)電子�(chǎn)品已�(jīng)開始逐步采用觸摸感應(yīng)按鍵,以取代傳統(tǒng)的機(jī)械式按鍵。針對此趨勢,益登科技�(shè)�(jì)出以Silicon Labs公司MCU為內(nèi)核的電容式觸摸感�(yīng)按鍵方案。電容式觸摸感應(yīng)按鍵開關(guān),內(nèi)部是一�(gè)以電容器為基�(chǔ)的開�(guān)。以傳導(dǎo)性物�(例如手指)觸摸電容器可改變電容,此改變會被�(nèi)置于微控制器�(nèi)的電路所偵測�

測量方式

  一是可以測量頻�,計(jì)算固定時(shí)間內(nèi)張弛振蕩器的周期�(shù)。如果在固定�(shí)間內(nèi)測到的周期數(shù)較原先校�(zhǔn)的為�,則此開�(guān)便被視作為被按壓;二是可以測量周期,即在固定次�(shù)的張弛周期間�(jì)算系�(tǒng)�(shí)鐘周期的總數(shù)。如果開�(guān)被按壓,則張弛振蕩器的頻率會減少,則在相同次�(shù)周期會測量到更多的系�(tǒng)�(shí)鐘周期。C8051F9xx MCU系列,可通過使用芯片上比較器和定�(shí)器實(shí)�(xiàn)觸摸感應(yīng)按鍵功能,連接最�23�(gè)感應(yīng)按鍵。而且無須外部器件,通過PCB走線/開關(guān)作為電容部分,由�(nèi)部觸摸感�(yīng)按鍵電路�(jìn)行測量以得知電容值的變化。與C8051F93x-F92x方案相比,所需的外部器件是(3+N)電阻�,其中N是開�(guān)的數(shù)目,以及3�(gè)提供反饋的額外端口接�(diǎn)�

偵測電容�

  �?yàn)橐獋蓽y電容值的變化,所以希望變化幅度越大越�?,F(xiàn)�,有3�(gè)主要因素會影響開�(guān)電容及變化幅度:PCB上開�(guān)的大�、形狀和配�;PCB 走線和使用者手指間的材料種�;連接開關(guān)和MCU的走線特�。測試結(jié)果表�,在特定區(qū)域中的開�(guān)越大且走線越多,則此開關(guān)的閑置電容便越高。由于開�(guān)上方的材料種�,會影響閑置電容和電容的變化�。我們發(fā)�(xiàn),盡可能使用最薄的材料,使電容變化極大�,建議使用具有高介電常數(shù)的材�,例如玻�、以增加開關(guān)的電��

�(yōu)�(diǎn)

  首先,只需要很少的微控制器開銷(overhead),硬件資源只需要一�(gè)比較器和定時(shí)�。還可以采用高效率算法,讓微控制器可以�(jìn)入低功耗模�,并能定期喚醒以偵測開關(guān)�(dòng)�??傮w只占用低�0.05% 的CPU資源。其次,沒有外部硬件開銷,可以將開�(guān)走線直接連至MCU端口管腳,無須其他外部的反饋電阻器或電容器。按鍵的偵測不易受到噪聲和供�(yīng)電壓的影�,不�50/60Hz噪聲的影響,也不需要精密電壓源(VDD)�

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