電容式觸摸感應按鍵就是一個不斷地充電和放電的張弛振蕩�。如果不觸摸開關,張弛振蕩器有一個固定的充電放電周期,頻率是可以測量�。如果我們用手指或者觸摸筆接觸開關,就會增�電容�的介電常�(shù),充電放電周期就變長,頻率就會相應減�。測量周期的變化,就可以偵測觸摸動作�
市場上的消費電子�(chǎn)品已�(jīng)開始逐步采用觸摸感應按鍵,以取代傳統(tǒng)的機械式按鍵。針對此趨勢,益登科技設計出以Silicon Labs公司MCU為內核的電容式觸摸感應按鍵方�。電容式觸摸感應按鍵開關,內部是一個以電容器為基礎的開關。以傳導性物�(例如手指)觸摸電容器可改變電容,此改變會被內置于微控制器內的電路所偵測�
一是可以測量頻�,計算固定時間內張弛振蕩器的周期�(shù)。如果在固定時間內測到的周期�(shù)較原先校準的為少,則此開關便被視作為被按�;二是可以測量周期,即在固定次�(shù)的張弛周期間計算系統(tǒng)時鐘周期的總�(shù)。如果開關被按壓,則張弛振蕩器的頻率會減�,則在相同次�(shù)周期會測量到更多的系�(tǒng)時鐘周期。C8051F9xx MCU系列,可通過使用芯片上比較器和定時器實現(xiàn)觸摸感應按鍵功能,連接最�23個感應按�。而且無須外部器件,通過PCB走線/開關作為電容部分,由內部觸摸感應按鍵電路進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是開關的�(shù)目,以及3個提供反饋的額外端口接點�
因為要偵測電容值的變化,所以希望變化幅度越大越�?,F(xiàn)�,有3個主要因素會影響開關電容及變化幅度:PCB上開關的大小、形狀和配�;PCB 走線和使用者手指間的材料種�;連接開關和MCU的走線特性。測試結果表�,在特定區(qū)域中的開關越大且走線越多,則此開關的閑置電容便越�。由于開關上方的材料種類,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,使電容變化極大化,建議使用具有高介電常�(shù)的材�,例如玻�、以增加開關的電��
首先,只需要很少的微控制器開銷(overhead),硬件資源只需要一個比較器和定時器。還可以采用高效率算�,讓微控制器可以進入低功耗模式,并能定期喚醒以偵測開關動�??傮w只占用低�0.05% 的CPU資源。其�,沒有外部硬件開�,可以將開關走線直接連至MCU端口管腳,無須其他外部的反饋電阻器或電容�。按鍵的偵測不易受到噪聲和供應電壓的影響,不�50/60Hz噪聲的影響,也不需要精密電壓源(VDD)�
維庫電子通,電子知識,一查百��
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