基于IDT LDS6204 IC的防水汽电容触摸方案设计

　　摘要：本文从硬件和软件两个方面介绍了如何基于IDT的LDS6204 IC实现可靠的防水汽电容触摸方案设计。

　　引言

　　众所周知，水是生命之源，无处不在，但是对触摸应用工程师来说，水却是一大麻烦—因为水滴会提供与手指触摸相似的输入，引起电容触摸感应问题，造成误动作或“伪触摸”。因此，电容触摸方案的可靠性设计除了要考虑抗电磁干扰方面的设计，还必须考虑防水设计。这一点在一些本身工作在有水环境的触摸产品表现得更为明显，如热水器、洗衣机、加湿器、豆浆机等。电容触摸通常有三种形态的水需要防护：水淹、水滴和水汽，其中水汽防护最复杂。这是因为水汽能够进入产品内部电路空间，除了触摸板，还会在触摸芯片的传感器I/O上形成水滴，导致触摸操作出错。此外，水汽与水淹和水滴相比拥有较高的温度，如果基准更新速度慢于温度变化速度，可导致电容基准无效。鉴于水汽防护要比水淹和水滴复杂，所以本文将只介绍如何基于IDT的LDS6204 IC实现防水汽电容触摸方案设计。

　　LDS6204介绍

　　LDS6204是IDT公司的一款电容触摸控制器ASIC。如框图1所示，LDS6204芯片主要由电容数字转换器(CDC)、算法控制逻辑与数据寄存器电路、自动环境校准引擎、I²C接口电路、shield激励信号发生电路等组成。自动环境校准引擎是用来确保触摸基准准确跟随外部环境的变化而更新，如水、温度等。Shield信号可以在PCB(印制电路板)布线期间进行铺铜处理，提高触摸传感器抗环境干扰的能力。数据寄存器是用户对LDS6204芯片进行各种优化操作、设置的接口。由于LDS6204芯片采用简单的流水线设计，系统设计人员只需要简短的时间学习通过I²C读/写操作配置LDS6204 IC的内部寄存器，以激活传感器、感应水平和设置其他控制寄存器，从而优化触摸操作。

　　硬件设计

　　如图2所示，典型的LDS6204防水汽电容触摸方案的硬件设计分为三部分：电源滤波及硬件复位电路，I²C接口电路，C0～C7组成的传感器输入电路。图中C7利用IC引脚直接作为防水保护传感器，因此在硬件电路设计时只需悬空即可。当大量水汽进入到内部电路板时，水汽有可能在传感I/O引脚周围凝结成水珠或水淹，触摸传感器C0~C5就有可能误触发。但是当使用了C7作为保护传感器后，就可以避免这一现象。这是因为当大面积水淹触发C0~C5时也会触发C7保护传感器，由于保护传感器比普通传感器的优先权高，所以当C7触发时，自动屏蔽其它触摸功能传感器。所以用户只需对保护传感器选择寄存器和被保护的传感器寄存器，在LDS6204初始化时进行相应的配置，即可实现上述保护传感器的功能设计。