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  • 电容触摸按键原理

    千次阅读 2016-03-23 20:11:05
    原理:R: 外接电容充放电电阻。 Cs: TPAD和PCB间的杂散电容。 Cx: 手指按下时,手指和TPAD之间的电容。 开关: 电容放电开关,由STM32IO口代替。 没有按下的时候,充电...检测电容触摸按键过程:①TPAD引脚设

    这里写图片描述

    R:外接电容充放电电阻。
    Cs:TPAD和PCB间的杂散电容。
    Cx:手指按下时,手指和TPAD之间的电容。
    没有按下的时候,充电时间为T1(default)。按下TPAD,电容变大,所以充电时间为T2。我们可以通过检测充放电时间,来判断是否按下。如果T2-T1大于某个值,就可以判断有按键按下。

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  • 电容式触摸按键原理调研总结

    千次阅读 2018-08-19 14:13:01
    目前大多数的触摸按键都应用的是电容式感应按键,电容触摸按键感应原理是利用人体的感应电容来检测是否有手指存在,在没有手指按下时,按键上由于分布电容的存在,因此按键对地存在一定的静态电容。  当人的手指按...

    一.工作原理

        触摸按键根据它们不同的工作原理可分为两大类:电阻式触摸按键与电容式感应按键。目前大多数的触摸按键都应用的是电容式感应按键,电容触摸按键感应原理是利用人体的感应电容来检测是否有手指存在,在没有手指按下时,按键上由于分布电容的存在,因此按键对地存在一定的静态电容。

        当人的手指按下或者接近按键时,人体的寄生电容将耦合到静态电容上,使按键的最终电容值变大,该变化的电容信号再输入到单片机进行信号转换,将变化的电容量转换成某种电信号的变化量,再由一定的算法来检测和判断这个变化量的程度,当这个变化量超过一定的域值时就认为手指按下。在没有手指按下时,各按键对地有一个等效的静态电容,当有手指按下时,人体电容就叠加到按键上,使按键对地的电容增加,这样获得的电容Cp再输入到芯片中进行处理。

        任何两个导电的物体之间都存在着感应电容,一个按键即一个焊盘与大地也可构成一个感应电容,在周围环境不变的情况下,该感应电容值是固定不变的微小值。当有人体手指靠近触摸按键时,人体手指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容,会使总感应电容值增加。电容式触摸按键IC在检测到某个按键的感应电容值发生改变后,将输出某个按键被按下的确定信号。电容式触摸按键因为没有机械构造,所有的检测都是电量的微小变化,所以对各种干扰会更加敏感,因此触摸按键设计、触摸面板的设计以及触摸IC的选择都十分关键。

        触摸面板必须选用绝缘材料,可以是玻璃、聚苯乙烯、聚**乙烯(pvc)、尼龙、树脂玻璃等,按键正上方1mm以内不能有金属,触摸按键50mm以内的金属必须接地,否则金属会影响案件的灵敏度。在生产过程中,要保持面板的材质和厚度不变,面板的表面喷涂必须使用绝缘的涂料。

    二.触摸PAD设计

    1.   触摸PAD材料

        触摸PAD可以用PCB铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、导电橡胶、导电玻璃的ITO层等。不管使用什么材料,按键感应盘必须紧密贴在面板上,中间不能有空气间隙。当用平顶圆柱弹簧时,触摸线和弹簧连接处的PCB,镂空铺地的直径应该稍大于弹簧的直径,保证弹簧即使被压缩到PCB板上,也不会接触到铺地。

    2.   触摸PAD形状

        原则上可以做成任意形状,中间可留孔或镂空。作者推荐做成边缘圆滑的形状,可以避免尖端放电效应。一般应用圆形和正方形较常见。

    3.   触摸PAD面积大小

        按键感应盘面积大小:最小4mm×4mm,最大30mm×30mm。实际面积大小根据灵敏度的需求而定,面积大小和灵敏度成正比。一般来说,按键感应盘的直径要大于面板厚度的4倍,并且增大电极的尺寸,可以提高信噪比。各个感应盘的形状和面积应该相同,以保证灵敏度一致。通常在绝大多数应用里,12mm×12mm是个典型值。

    4.   触摸PAD之间距离

        各个触摸PAD间的距离要尽可能的大一些(大于5mm),这样可以减少它们形成的电场之间的相互干扰。当用PCB铜箔做触摸PAD时,若触摸PAD间距离较近(5mm~10mm),触摸PAD必须用铺地隔离。如果各个触摸PAD距离较远,也应该尽可能的铺地隔离。适当拉大各触摸PAD间的距离,对提高触摸灵敏度有一定帮助。

    三.PCB布线注意事项

    1.触摸按键的最小面积建议不小于5*5mm,但要视绝缘材料材质和厚度而定。

    2.触摸按键之间或触摸按键与元器件之间的最小距离以不小于4mm为最佳,如灵敏度调高则间距相对需要增加。

    3.双面板触摸感应PAD的周围与背面一般建议不铺地,触摸感应PAD与PAD之间尽量避免不同PAD之平行引线距离过近,这些都能降低触摸按键的灵敏度。

    注意:触摸按键的使用前提是需要一个稳定的静态电容值,不应当动态地测试触摸按键电路的可行性。

     

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  • 项目中前前后后用到过好多次带触摸按键功能的赛元单片机,第一次使用时研究了好久的使用手册。过了一段时间后,再次使用,便又忘了,写下这篇文章,方便今后查阅和回顾。 本文以SC92F8461B,静态调试高灵敏触摸为例...

    前言

    项目中前前后后用到过好多次带触摸按键功能的赛元单片机,第一次使用时研究了好久的使用手册。过了一段时间后,再次使用,便又忘了,写下这篇文章,方便今后查阅和回顾。
    本文以SC92F8461B,静态调试高灵敏触摸为例。

    流程总览

    1.烧录官方高灵敏hex文件
    2.目标板连接电脑并选择初始参数
    3.参数调整
    4.验证相互间影响
    5.将配置信添加到工程
    6.灵活调整

    下面从各个步骤进行说明,重点是步骤2、3及步骤6。

    步骤说明

    1.烧录官方高灵敏hex文件

    向官方或者代理的技术支持要到静态触摸调试的hex文件(这个文件官网下载不到),SC92F8x6xB用到的hex文件已上传至楼主资源,文件截图如下:
    在这里插入图片描述
    用官方提供的程序烧录软件SOC Pro51烧录至目标板,软件及其界面如下:在这里插入图片描述
    在这里插入图片描述
    烧录中的选项可参考此界面。

    2.目标板连接电脑并选择初始参数

    完成上一步操作之后,最好将烧录器拔插一次,要不然上位机软件可能会检测不到目标板。打开触控调节的上位机软件,软件图标如下:在这里插入图片描述
    选择"高灵敏度触控":
    在这里插入图片描述
    上位机初始界面如下:
    在这里插入图片描述
    以SC92F8461B为例,我只会更改红框中的参数,首先选择对应的型号,抗干扰设置改为1:12bit,选择用到的通道,其它参数保持默认,就可以点确定了。
    等待触控芯片自适应参数,若上位机提示检测不到目标板,可以按下面的步骤进行排查:

    避坑指南
    ①重新拔插目标板与烧录器的连接,重新拔插烧录器与电脑的连接。
    ②调试时用到的TCK和DIO端口是否连接了阻容,如果是,最好拆掉后跳个线再试一下。
    tips:以上问题都是我自己曾经遇到过的,最后都由上述方案得到了解决。
    连接成功后,就可以进行参数调整了。

    3.参数调整

    在这里插入图片描述
    目标板与电脑连接成功后的界面如上图所示,红框框中的按钮表示要调整两个按键的参数,点击第一个按钮,界面如下:
    在这里插入图片描述
    点击启动调试后,跟随上位机指示,完成参数调整。
    在完成参数调整后,若参数调整成功,界面如下:
    在这里插入图片描述
    再看下失败的界面:
    在这里插入图片描述
    失败的界面下会有很多参数是红色的,这表示参数不在限定条件内,即参数调整失败。我在调整时也遇到过几次这样的现象,基本上都是硬件问题,经验如下:

    ①检查板子的CMOD引脚是否复用外接了负载,此引脚在激活触控功能时不能连接负载,若连接了负载,断开负载再试试。
    ②触摸按键所接的阻容参数不合适,这点可详细看下文档,或者问下FAE。

    这些数字是多少不是很重要,只要是参数调节成功后,就可以进入下一步操作了。

    4.验证相互间影响

    在这里插入图片描述
    点击上图中的按钮,
    在这里插入图片描述
    按照图片中的提示进行操作,当按键都检测完后,检测成功的话会有如下的提示:
    在这里插入图片描述
    我遇到过一次诊断失败的情况,但是最后排查后发现并不是目标板布线的问题,而是端子处的阻容不匹配,导致提示按键之间有影响。

    5.将配置信添加到工程

    诊断完成后,便可点击如下按钮生成.h文件了,默认文件名是S_TouchKeyCFG.h,然后将此文件添加至工程即可。
    在这里插入图片描述
    我个人喜欢将此头文件和官方的lib文件和.c文件放在一个文件夹下,如下图所示,方便管理。
    在这里插入图片描述

    6.灵活调整

    将此文件添加至工程后,上位机生成的参数只是可以确保开发者能使用按键,但是对于EMC实验等还需要手动微调。可以在调节参数时使用相应规格的铜柱来辅助调整,这里没有什么技巧,就是慢慢试,而且调整一次就要烧录一次,然后用铜柱验证。
    下面对哪些是开发者可以自己调整的参数进行说明:
    在这里插入图片描述

    ①标号的位置表示是否激活组合按键,为0表示不激活组合按键,为1表示激活组合按键
    ②标号的位置是用于修改灵敏度的,可用于过emc的抗干扰试验,两个字节组成的16位数据,此数据越大,灵敏度便越低。一般来说都是灵敏度太高才需要我们去手动调整,我一般是直接修改高字节的数据,以上图为例的话,这个数据是未经修改的,我一般会把0x00改成0x01或0x02,来烧录验证。这些只是个人经验,具体板子需要具体应对。

    总结

    需要提醒一下,赛元的官方库会直接输出一个键值信息,应该是32位的,这个键值是可以直接使用的,当然,也可以基于此键值继续写一下消抖函数,这个键值具体的用法这篇就不介绍了,本文主要目的在于如何成功输出一个有效的配置头文件。文中提到的工具都已打包好上传至我的资源中,包括说明文档,使用指南和烧录工具及上位机软件,都是赛元官方的,除了库文件外,官网都可以直接下载。
    笔芯,变得更强~

    展开全文
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    Stm32F103电容触摸按键

    一、电容触摸按键原理:
    1、电容触摸按键电路是如何组成的?
    回答:电容触摸按键的电路由一个上拉电阻、一个开关以及杂散电容组成,开关断开时,杂散电容充电,开关闭合时,杂散电容放电
    2、电容触摸按键如何判别按键是否被触摸?
    回答:根据电容的充电时间,当按键没有触摸时,电源只给杂散电容充电,充电时间较短,记为tcs,当按键被触摸时,相当于与杂散电容并联了一个额外的电容,此时电容充电时间变长,记为ts+tx,由电路里的总电容的充电时间的长短来判别按键是否被触摸。
    当充电时间在tcs附近时,认为按键没有被触摸,当充电时间大于ts+tx时,认为按键被触摸
    二、编程思路:
    (1)电容的充电完成会产生一个上升沿
    (2)用IO口代替开关,当IO口的状态配置成推挽输出低电平时放电,当IO口的状态配置成浮空输入时充电
    (3)利用定时器的输入捕获功能捕捉到上升沿代表电容充电完成
    (4)MCU 每次复位重启的时候,利用定时器捕捉上升沿,同时记录从开始到捕获到上升沿的时间,这个时间多次记录取平均值,也就是ts
    三、程序实现:
    第一步,配置定时器的输入捕获(定时器5通道2):

    void 
    展开全文
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    千次阅读 2020-12-01 16:35:27
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