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硬件部分

1 电容按键介绍

电容式感应触摸按键可以穿透绝缘材料外壳 8mm (玻璃、塑料等等)以上,准确无误地侦测到手指的有效触摸。 并保证了产品的灵敏度、稳定性、可靠性等不会因环境条件的改变或长期使用而发生变化,并具有防水和强抗干扰能力。

瑞萨的芯片内部集成高分辨率触摸检测模块CTSU和专用信号处理电路,以保证芯片对环境变化具有灵敏的自动识别和跟踪功能。 芯片还必须满足用户在复杂应用中对稳定性、灵敏度、功耗、响应速度、防水等方面的高体验要求。 电容式触摸按键控制芯片通常广泛适用于遥控器、灯具调光、各类开关以及车载、小家电和家用电器控制界面等应用中。 在芯片应用的开发过程非常简单,可以最大限度的降低方案成本。

2 电容按键原理

2.1 无手指触摸的情况

在电路板未上电时,可以认为电容Cx是没有电荷的,在上电时,在电阻作用下,电容Cx就会有一个充电过程,直到电容充满,即Vc电压值为3.3V,这个充电过程的时间长短受到电阻R阻值和电容Cx容值的直接影响。但是在我们选择合适电阻R并焊接固定到电路板上后,这个充电时间就基本上不会变了,因为此时电阻R已经是固定的,电容Cx在无外界明显干扰情况下基本上也是保持不变的。

2.2 有手指触摸的情况

此时整个电容按键可以容纳的电荷数量就比没有手指触摸时要多了,可以看成是Cx和Cs叠加的效果。在相同的电阻R情况下,因为电容容值增大了,导致需要更长的充电时间。也就是这个充电时间变长使得我们区分有无手指触摸,也就是电容按键是否被按下。

现在最主要的任务就是测量充电时间。充电过程可以看作是一个信号从低电平变成高电平的过程,现在就是要求出这个变化过程的时间。我们可以利用定时器输入捕获功能计算充电时间,即设置TIMx_CH为定时器输入捕获模式通道。这样先测量得到无触摸时的充电时间作为比较基准,然后再定时循环测量充电时间与无触摸时的充电时间作比较,如果超过一定的阈值就认为是有手指触摸。