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电容式触摸感应界面实现方案 |
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作者：Nithin Kumar Mada, Harsha Jagadish |
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触摸感应按键因其易于使用、美观且不涉及机械运动而在日常的人机界面应用中得以普及，尤其是电容式触摸感应技术可以通过标准PCB设计中的铜焊盘来实现，因而相比其他技术更受欢迎。
本文将对电容式触摸感应技术及其实现的基本原理进行简要概述。文中将会介绍如何利用CVD(电容分压器)技术和一个称为充电时间测量单元(CTMU)的单片机外设来实现具有最少外部元器件的低成本电容式触摸感应设计，还将给出一个参考设计来说明如何用电容式触摸感应按键来替代机械开关。
近来，电容式感应滚轮在许多设备中所获得的成功使得此项技术比起其他触摸感应技术更有优势。
电容式触摸感应的原理
当任何具有电容特性的物体(例如手指)接触电容式触摸感应器时，都将因其介电特性而充当另一电容。这将改变系统的有效电容，从而以此检测触摸动作。
如图1所示，手指充当其中一个平行极板，而另一个平行极板则连接到芯片的传感器输入端。人体血液中的铁质将产生一组电容，这些电容附着于体表。当这一电容组接近导体时，将会产生一个实质上耦合到地的电容，在确定触摸时它将反映为测量电压的变化。
图1：电容式触摸感应技术原理图
一个典型的电容式触摸感应系统由三个主要功能模块组成：一个用于电容式感应的模拟模块，一个用于处理数据的控制器和一个用于与主处理器进行通信的接口模块。
电容式触摸感应解决方案可通过利用基于电压变化的技术来有效实现，如：通过使用单片机的片上充电时间测量单元(CTMU)外设来实现；或者通过采用电压分压器(CVD)技术来实现，该项技术采用了模数转换器(ADC)而无需用到任何专用的电容式触摸感应外设。
1. 利用CTMU外设实现电容式触摸感应
CTMU外设是一个灵活的模拟模块，它可与一个ADC结合使用来精确测量电容。它包含一个与此ADC通道相连的恒流源，如图2所示。CTMU使用恒流源来计算电容的变化和不同事件间的时间差。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(12/7/2011) |
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