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按键开关厂家分解电容式触摸感应按键开关设计


按键开关厂家分解市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键,以取代传统的机械式按键。针对此趋势,益登科技设计出以Silicon Labs公司MCU为内核的电容式触摸感应按键方案。电容式触摸感应按键开关,内部是一个以电容器为基础的开关。以传导性物体(例如手指)触摸电容器可改变电容,此改变会被內置于微控制器内的电路所侦测。
电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。如果不触摸开关,张弛振荡器有一个固定的充电放电周期,频率是可以测量的。如果我们用手指或者触摸笔接触开关,就会增加电容器的介电常数,充电放电周期就变长,频率就会相应减少。测量周期的变化,就可以侦测触摸动作。
具体测量方式有两种:一是可以测量频率,计算固定时间内张弛振荡器的周期数。如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少,则此开关便被视作为被按压;
二是可以测量周期,即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。如果开关被按压,则张弛振荡器的频率会减少,则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。
C8051F9xx MCU系列,可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能,连接23个感应按键。而且无须外部器件,通过PCB走线/开关作为电容部分,由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。与C8051F93x-F92x方案相比,所需的外部器件是(3+N)电阻器,其中N是开关的数目,以及3个提供反馈的额外端口接点。
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