觸摸按鍵解決方案

1、 電容式觸摸感應(yīng)開關(guān)解決方案介紹在便攜式媒體播放器和移動手持終端等大容量、高可視性產(chǎn)品的應(yīng)用中，觸摸式按鍵作為一種接口技術(shù)已被廣泛采用。由于具有方便易用，時尚和低成本的優(yōu)勢，越來越多的電子產(chǎn)品開始從傳統(tǒng)的機械按鍵轉(zhuǎn)向觸摸式按鍵。微控制器的電容式觸摸感應(yīng)按鍵方案，采用GPIO口和兩個內(nèi)部定時器，即可實現(xiàn)多達24個獨立按鍵或滑條式電容觸摸按鍵的應(yīng)用。本方案采用外圍RC電路加軟件檢測技術(shù)，集成FIR濾波算法，擁有良好的抗干擾性能，可通過EFT（脈沖群抗干擾度測試）4KV的指標(biāo)，非常適合由交流電驅(qū)動的電子設(shè)備。原理概述電容式觸摸感應(yīng)按鍵的基本原理如圖1 所示，當(dāng)人體（手指）接觸金屬感應(yīng)片的時候，由于人

2、體相當(dāng)于一個接大地的電容，因此會在感應(yīng)片和大地之間形成一個電容，感應(yīng)電容量通常有幾pF到幾十pF。利用這個最基本的原理，在外部搭建相關(guān)電路，就可以根據(jù)這個電容量的變化，檢測是否有人體接觸金屬感應(yīng)片。圖1 電容式觸摸感應(yīng)原理微控制器電容式觸摸感應(yīng)按鍵原理如圖2 所示，利用GPIO中斷功能加上內(nèi)部定時器，可很方便的測量外部電容量變化。處理流程如下： 初始化KEY n為GPIO口，必須關(guān)閉內(nèi)部上拉功能，配置為既不上拉也不下拉的模式； 使能并配置KEY n的高電平中斷； 將KEY n設(shè)置為輸出，并輸出低電平，此時電容放電； 開啟定時器，將KEY n配置為輸入，并開啟高電平中斷，此時電容開始充電，在KE

3、Y n的中斷服務(wù)函數(shù)中讀取定時器的時間； 根據(jù)這個充電時間的變化量就可以判斷出是否有按鍵按下。 圖2 基于LPC1100觸摸按鍵原理注：圖2中只是示意了2個獨立按鍵連接方案，利用內(nèi)部的GPIO輸入可以連接多達24個獨立按鍵或滑條。RC電路充放電在有無人體觸摸時的充放電波形圖如圖3所示。當(dāng)使用GPIO配置為輸入時電容Cx充電，如果沒有人體觸摸的時候電容的充放電曲線如圖3綠線所示；當(dāng)有人體觸摸的時候，由于人體帶來一個感應(yīng)電容量，這時電容充放電速度變緩，如圖3紅線所示。利用這個時間的變化，再加GPIO中斷的檢測功能，就可以判斷是否有按鍵按下。圖3 有無人體觸摸時的RC電路充放電示意圖方案特性 支持按鍵、滑塊和滾輪觸摸界面； 硬件資源占用少，占用2個定時器和GPIO口； 外圍器件少，每個通道只需兩個電阻和一個電容，制造成本低； MCU上電自動校準(zhǔn)，制造過程簡單； 靈敏度可調(diào)節(jié)，具有很高的調(diào)節(jié)性。 應(yīng)用場合電容觸摸感應(yīng)式按鍵具有不怕磨損、不受溫濕度影響、防水保護和成本低廉等優(yōu)點。因此已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于手機、VCD、DV