电容检测原理

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1、一些重要材料的介电常数如下表 材料                    介电常数 材料                 介电常数 合成树脂粘结剂           3.6 酒精                     25.8 云母                     6 玻璃                     5 大理石                   8 硬纸                     4.5 纸                       2.3 电缆胶皮化合物           2.5 有机玻璃                 3.2 汽油 

2、                    2.2 硬橡胶                   4 聚乙烯化合物             2.9 笨乙烯                   3 石英玻璃                 3.7 陶瓷                     4.4 硅                       2.8 石蜡                     2.2 木材                     2.7 石英沙                   4.5 水                       80              

3、      软橡胶                   2.5 PET3.6OCA2.2~2.4一、用MSP430基于张弛震荡器的检测图就是使用MSP430内部的比较器来实现一个张弛震荡触摸按键的的电路。在在输入端，比较器的正接到了一个电阻网络，比较器的负接到了电阻Rc与感应电容之间。比较器所接的电阻网络为比较器提供了参考电压，而这个参考电压又受到了比较器输出反馈的激励，所以其值在1/3Vcc和2/3Vcc之间反复变化。造成张弛振荡器的持续震荡，其震荡频率可由以下公式算出：fOSC=1/[1.386×RC×CSENSOR]当手指接触到触摸按键以后，显然，CSENSOR的值将会被改变，

4、于是fosc也随之变化。如果我们能够检测到这种变化的话，也就自然知道何时触摸按键被“按下”了。检测的方法也很简单，上面我们说过，当手指接触到触摸按键以后，CSENSOR的值将会被改变，于是fosc也随之变化。频率的倒数就是周期，只要我们在一个固定的时间内去计算上升沿或下降沿的数目，那么如果在某一时刻该数目有较大的变化的话，那就说明CSENSOR的值已经被改变，即按键被“按下”了。二、MSP430基于电阻电容充放电时间的检测第二种方法就是基于电容充、放电时间长短的检测，下图给出了这种触摸检测方法的原理图。在这种方法中，主要检测的是电容充电和放电的时间。首先，由一个GPIO（Load）对

5、电容Cx进行充电；同时开启计时器进行计时；随着充电的进行，Cx的电压中不断升高，最终它将会操作某个门限电压V,当其超过门限电压V后，AcqI/OGPIO将会检测到这个事件，同时停止计时器并读出此时的数值。这样，就完成了一次充电计时过程，当手指接触到触摸按键时，Cx将会变大，显然，充电时间也会变长。通过不断比较每次充电的时间，很自然地就能得知当前是否有按键被“按下”。同样，既然能检测充电时间，那么也能检测放电时间。这里不再赘述。CYPRESS方式1.1.CSA感应方式　　CSA是指CapSense逐次逼近感应方式，只能在CY8C20x34PSoC系列器件中应用。　　图3CSA结构图　　

6、图3显示了CSA的原理方框图，其工作流程如下：　　开关SW1和SW2与感应电容CX形成了一个开关电容网络，该网络可以等效为电阻。通过将iDAC设置到校准电平并使SW1和SW2切换，从而将CMOD上的平均电压设定为随CX值而变化的电平。另外可设置iDAC至低电流电平并保持SW2打开，使得CMOD上的电压斜坡上升。在CMOD上用于达到VREF的斜坡电压的时间表示CX值。在比较器输出端的定时器可将斜坡时间转化为具体的数值。　　在没有手指接触时，通过逐次逼近方式来确定需要的iDAC设置，从而使CMOD上的电压保持在VREF，这样即可实现系统自校准。系统将为所有sensor存储单独校准的iDA

7、C设置。　　当手指接触时，CMOD上的电压会处于更低的电压电平，这需要更多的时间才能达到阈值电压VREF，如图4所示。如果(t2-t1)足够长，按钮就是处于手指接触(Finger-Present)状态，否则按钮就是处于手指离开(Finger-Absent)状态。　　高达100pF的内部可编程电容可用于CMOD，但是更大的外部电容能够提升性能：按钮和滑条的电容为1000pF，而接近式感应则为10nF。推荐将560欧姆的串联电阻与所有CapSense输入串联以