在设计中嵌入电容性触摸按键、滑块和滑轮

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1、www.ed-china.com在设计中嵌入电容性触摸按键、滑块和滑轮作者：RamaprasadSubramanian高级软件工程师Atmel无论是移动电话和PDA等便携式消费电子产品，还是汽车、厨房电器、医疗设备以及工业和商业感测应用，基于直观式电容性触摸技术的解决方案都是这些领域的首选人机界面。稳健可靠的电容性触摸解决方案正在取代传统的电阻性滑块、机械按键和旋转控制装置。基于电荷转移的电容性触摸捕获技术基于“电荷转移”的电容性触摸捕获可采用下列两种方法来实现。第一种方案是将一个电容未知的感测电极充电至已知电势。该电极通常是PCB板上的一块铜区域。最终电荷会被转移到一个测量电路。在

2、完成一个或多个“充电与转移”周期后对电荷进行测量，可以确定感测板的电容。把手指放在触摸表面会产生外部电容，因而影响接触点的电荷流。这就是一个触摸操作。第二种方案采用了一对感测电极：一个是发射电极，由逻辑脉冲电荷以间歇模式来驱动；另一个是接收电极，经由覆盖板电介质与发射极耦合。当手指触摸覆盖板时，场耦合减小，触摸因此被检测到。这种驱动、接收和处理逻辑被内置在微控制器(MCU)中，故只需极少的外部组件。两种方案都有其独特的优势，分别适合特定的应用。www.ed-china.comwww.ed-china.com图1：电荷转移电容性测量。触摸功能来自基于“电荷转移”的电容性触摸捕获方案的触

3、摸功能可以分为触摸屏、触摸按键、滑块和滑轮。触摸屏功能支持无限次数的触摸，极大地改善了用户体验，并改变了用户与电子产品的交互方式。内置的手势以及能够忽略无意识操作使得用户界面既直观又可靠。触摸屏能够识别手写笔、指甲和手套的触摸，为手持设备提供了简便的文本输入方式。触摸按键、滑块和滑轮一般适用于单个用户触摸，并采用算法来确定触摸状态和位置，它与信号强度无关，这一特性使得触摸检测精确可靠。触摸按键、滑块和滑轮功能可以两种方式集成在产品设计中：固定功能器件方案；MCU触摸软件库(Touchlibrary)方案。www.ed-china.comwww.ed-china.comCapaciti

4、veTouchApplicationsButtons,SlidersTouchScreensandWheelsFixed-functionTouchLibrarydevicesHostMCUGeneralApplicationwithpurposespecificintegratedMCUMCUtouchhardware图2：电容性触摸应用。开发人员按不同产品设计的具体要求来选择所需的触摸功能和解决方案。触摸按键、滑块和滑轮的典型使用环境见下表。产品设电容性电容性触摸按电容性触摸滑块电容性触摸滑轮计要求接近按键键(Proximitykey)使用案接近按键一般电容性触摸按电容性触摸滑块

5、电容性触摸滑轮例用于用户存在键是分立式触取代可变电阻滑取代旋转开关。检测(user摸按键，例如块。在媒体播放常见使用案例是presence媒体播放器上器中通常用于音媒体播放器滚动detection)。选的播放/暂停按量控制。选曲。定后，蓝牙耳键就是一个简机或电视机遥单的使用案控器即可自动例。开启。www.ed-china.comwww.ed-china.com典型的电容性触摸传感器通过各个通道连接至MCU。图3所示为使用一个通道的接近按键传感器、使用一个通道的触摸按键传感器和使用一组三个通道的滑块/滑轮传感器。MCU端口引脚可用作触摸传感器通道引脚。Achannelcanbeaded

6、icatedAsensorcanbeaproximitykey,microcontrollerpinorausertouchbutton,sliderorawheel.configurableGPIOpin.configurableportpin.channel0Proximitysensorusingonechannel.channel1Touchbuttonsensorusingonechannel.usingonechannel.channel2TouchSlidersensorchannel3formedusingthreeMCUchannels.channel4channe

7、l1channel5channel6Touchwheelsensorformedusingthreechannels.channel7图3：触摸感测接口。固定功能器件方案目前市场上提供的解决方案之一是固定功能触摸器件，所谓“固定功能”是指一组只用于处理触摸传感器的器件。因此，固定功能器件就是一种专用的触摸微控制器解决方案。固定功能触摸器件可提供单通道或多通道支持，其触摸传感器排列通常是按照用作按键、滑块、滑轮还是这些功能的固定组合而预先配置好的。固定功能器