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基于中颖8位微控制器的电容式触摸按键控制器

作者:时间:2011-05-31来源:网络收藏

  硬件实现

  图4显示了一个实现的实例。由R1,R2以及电极(CX)和手指(CT)并联的(大约5pF) 形成一个RC网络,通过对该RC网络充放电时间的测量,可以检测到人手的。 所有电极共享一个“负载I/O”引脚。电阻R1和R2尽量靠近MCU放置。电容R1(阻值在几百欧到几兆欧之间)是主要电容,用于调节检测的灵敏度。电容R2(10KΩ)是可选的,用于减少对噪声影响。


图4:电容感应实现实例。

  3 软件实现

  本章描述了触摸感应RC原理的实现。

  3.1充电时间测量原理

  为了保证健壮的电容触摸感应的应用,充电时间的测量需要足够的精确。

  采用一个简单的定时器(无需IC功能)和一系列简单的软件操作,即定时地检查感应I/O端口上的电压是否达到阀值。这样的话,时间测量的精确度就取决于执行一次完整软件查询需要的CPU周期数。这种测量方法会由于多次测量带来一些抖动,但是由于没有硬件限制,这种方法适用于需要很多电极的场合。

  基本测量

  使用普通定时器进行充电时间的测量。对电容充电开始之前,定时器的计数器数值被记录下来。当采样I/O端口上的电压达到某个阀值(VTH)时,再次记录定时器计数器的值。二者之差就是 充电或者放电的时间。


图5:定时器计数器值。

  过采样

  过采样的目的是以CPU时钟的精度,对输入电压达到高电平和低电平(VIH和VIL)的时间测量。 为了跨越所有的取值范围,每次测量都比上一次测量延迟一个CPU时钟周期的时间。 为了跨越所有的取值范围,测量的次数是和MCU核相关的。图6说明了这个概念的应用情况。



图6:输入电压测量。

  输入电压测量的原理

  为了提高在电压和温度变动情况下的稳定性,对电极会进行连续两次的测量:第一次测量对电容的充电时间,直到输入电压升至VIH。第二次测量电容的放电时间,直到输入电压降至VIL。下图以及以下的表格详细说明了对感应电极(感应I/O)和负载I/O引脚上的操作流程。


图7:电容充放电时间测量。

表 电容充放电测量步骤




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