电容触摸传感的理论框架

简单解码：按键是否被按下？

为了确定按键是否被按下，需要先确定滑动平均值。确定平均值之后，根据测量值相对于平均值的偏差可以指示按键是否被按下。对于我们的系统，读数下降表示按键按下。因为涉及到一些环境效应和其他因素（例如噪声），所以必须设置一定的容限。使用4个变量来确定按键是否被按下：

 unsigned char reading;  // 传感器读数
 unsigned char average;  // 传感器平均值
 unsigned char trip;  // 传感器门限值
 unsigned char hyst;  // 传感器迟滞值

检测按下的最简单方式如下：

 if (reading < average – trip) {
  Buttons.SENSOR0 = PRESSED;
 } else {
  Buttons.SENSOR0 = UNPRESSED;
 }
 
但是，该系统未提供迟滞值，若读数在均值与判决门限值之差附近上下变化，就会出现系统在判定按下与未按下之间来回振荡这一糟糕的情形。为了避免这一点，需要包含迟滞值：

 if (reading < average – trip) {
  Buttons.SENSOR0 = PRESSED;
 } else if (reading > average – trip + hyst) {
  Buttons.SENSOR0 = UNPRESSED;
 }

以上代码在按钮释放中增添了迟滞值，使按钮不会产生振动。这也为电容开关构造了最低程度的消抖功能。机械按钮会在0-VDD之间来回抖动。电容按钮不会产生该问题；但是，通过增添迟滞值，按钮按下的操作与原来无异，只是加强了对按钮释放的判断。这可以产生最低程度的消抖效果，因为单次按下仍然可以触发按键。要进一步增强消抖，可以要求连续几次的传感器读数均有效，才表示按钮确实按下，然后向应用程序指示按钮被按下。这样可以防止虚假的低读数影响系统。

复杂解码方案

上面用于确定按钮是否被按下的解码方案是相当简单的。在本文的以下部分中，将使用较复杂的方案。它们包括基于百分比的检测、多键表决，以及计算量很少的百分比按下检测。此外，还将讨论何时使用简单方案，何时使用较复杂的方案。

在前面的简单方案中，门限值变量trip是一个低于平均值的绝对值。更好的做法是采用减法求一个相对值，例如相对于标称值的百分比偏差。为了实现这一点，必须执行更多的计算，这就要求系统作出折衷。使用绝对门限值需要更多地了解系统的工作，而使用基于百分比的系统可适应许多处于合理限度内的系统。手指按下产生的电容变化通常介于1%至20%这一可检测范围之间。如果手指按下产生的读数变化小于1%，系统会遇到错误。触摸裸露金属传感器产生的读数会高于20%，但它并不常用。如果系统以这种方式工作，则可以采用简单开关算法。