电容式触摸按键解决方案

《电容式触摸按键解决方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、.电容式触摸按键解决方案一、方案简介在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中，触摸按键已被广泛采用。由于其具有方便易用，时尚和低成本的优势，越来越多的电子产品开始从传统机械按键转向触摸式按键。触摸按键方案优点:1、没有任何机械部件，不会磨损，无限寿命，减少后期维护成本。2、其感测部分可以放置到任何绝缘层（通常为玻璃或塑料材料）的后面，很容易制成与周围环境相密封的键盘。以起到防潮防水的作用。3、面板图案随心所欲，按键大小、形状任意设计，字符、商标、透视窗等任意搭配，外型美观、时尚，不褪色、不变形、经久耐用。从根本上解决了各种

2、金属面板以及各种机械面板无法达到的效果。其可靠性和美观设计随意性，可以直接取代现有普通面板（金属键盘、薄膜键盘、导电胶键盘），而且给您的产品倍增活力！4、触摸按键板可提供UART、IIC、SPI等多种接口，满足各种产品接口需求。二、原理概述如图1所示在PCB上构建的电容器，电容式触摸感应按键实际上只是PCB上的一小块“覆铜焊盘”，触摸按键与周围的“地信号”构成一个感应电容，当手指靠近电容上方区域时，它会干扰电场，从而引起电容相应变化。根据这个电容量的变化，可以检测是否有人体接近或接触该触摸按键。接地板通常放置在按键板的下方，用于屏蔽其它电子产品

3、产生的干扰。此类设计受PCB上的寄生电容和温度以及湿度等环境因素的影响，检测系统需持续监控和跟踪此变化并作出基准值调整。基准电容值由特定结构的PCB产生，介质变化时，电容大小亦发生变化。图1PCB上构建开放式电容器示意图...三、方案实现该系列电容式触摸按键方案，充分利用触摸按键芯片内的比较器特性，结合外部一个电容传感器，构造一个简单的振荡器，针对传感器上电容的变化，频率对应发生变化，然后利用内部的计时器来测量出该变化，从而达到响应触摸功能的实现。该芯片内部本身集成了电容式触摸传感模块，可以做到一个I/O口对应一个按键，外围电路简洁、无需外部组

4、件的情况下即可通过片上振荡器和电容式触摸感应IO实现触摸按键接口；1.8-3.6V宽电压工作范围，支持电池供电。超低功耗触摸按键待机电流消耗可低至1uA、最大工作电流0.8mA;MCU内部的数控振荡器(DCO)，可提供高达16MHz的频率，能在1uS时间内激活并实现稳定工作。MCU上电启动自动校准，生产、测试过程简单；可支持按钮、滑块、滚轮以及近距离传感器；适用于5mm以内的任何绝缘材料、如玻璃、陶瓷、塑料等；灵敏度可调节，具有很高的调节性；具有先进的防干扰措施，防止按键误动作，全自动补偿，不受环境温湿度影响。通讯接口多样性：提供IIC、SPI

5、、UART等接口。图2方案示意图...四、触摸按键原理图图3子机21键触摸按键方案原理图五、实物图片图4无绳子机21键PCB...六、电路板布局注意事项：1．将电路连接到触摸板由于电线会增加基准电容，因此应尽量缩短触摸板的连接线。由于弯曲可能影响整个电容变化，连接线应尽可能保持稳定的形状，这点同样非常重要。由于触摸板驱动电路本身具有高阻抗，因此应避免将高速或大电流驱动电线靠近触摸板电线。1.触摸板的形状和大小可使用标准实体填充的圆形或方形按键板。可在按键板上钻孔以便提供背光，这不会影响电容性能。按键板周围通常是接地区域。可以使用网状和实体填充。

6、与接地区域的间隙通常为按键板尺寸的1/20。如果使用10mm的按键板，则适合使用0.5mm的间隙（请参见图5）。图5触摸板的大小和形状在滚动条应用中，按键板应紧密地封装在一起。在此情况下，未使用的相邻按键板将通过器件接地。这将在活动按键板周围形成动态接地平面。通常，按键板尺寸越大，其敏感度就越高。该限制是当手指无法覆盖按键板区域时，增加按键板尺寸并不会产生更好的效果。按键板与接地平面之间的间隙也会影响其敏感度。在滚动条应用中，按键板不能太大，这一点很重要。普通手指应能覆盖一个半大小的触摸板。2.PCB厚度与非活动表面接地由于电容器传感器板通常放

7、置在其它电子器件的顶部，这有助于将地线排在PCB的下侧，使传感器能够屏蔽下方电子器件产生的辐射噪声。如果采用FR4材料，PCB的厚度对传感器影响不大。若采用柔性PCB材料，如聚酰亚胺薄膜(Kapton)，那么材料越薄，下方的接地板就更靠近传感器按键的表面，且可能干扰其电容性能。通过使用40%或更小的网状接地可以减小耦合区域，从而能够降低此影响。...七、覆盖1．覆盖材料选择覆盖材料时须考虑两大因素：电容耦合性能（介电常数）静态击穿特性表1显示了一些常用材料的介电常数：材料的介电常数越高，手指与传感器板之间的电容耦合性能就越佳。除空气和某些木头外

8、，上述材料非常适合用作覆盖材料。由于空气具有较低的电容耦合特征，因此应尽量不要在传感器板与覆盖材料之间留有空隙。空隙还可能聚集水分，当温度突然改变时这