在我們的日常生活中,電容式觸摸控制無處不在??諝庹ㄥ?、洗衣機(jī)、空調(diào)、遙控器等家用電器都會(huì)用到電容式觸摸按鍵。傳統(tǒng)的機(jī)械按鍵時(shí)間一長觸點(diǎn)就容易接觸不良,造成按鍵失靈。相比于機(jī)械按鍵,電容式觸摸按鍵不僅壽命長、操作方便而且具有防水和強(qiáng)抗干擾能力,增強(qiáng)了用戶的交互式體驗(yàn)感。
下面將以AiP8F32XX DEMO板為例,簡要說明下電容式觸摸按鍵的設(shè)計(jì)要點(diǎn),以方便工程人員開發(fā)電容式觸摸按鍵方案。
電容式觸摸方案PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn);
觸控MCUAiP8F32XX應(yīng)用電路 注:Cadj為基準(zhǔn)電容
匹配電阻及基準(zhǔn)電容Cadj的選擇;
匹配電阻應(yīng)該盡可能的靠近觸摸芯片的引腳位置,這樣可以提高芯片的抗干擾能力,電阻的阻值推薦1K-2K,默認(rèn)使用1.5K?;鶞?zhǔn)電容Cadj應(yīng)該盡可能的靠近MCU引腳和GND。推薦電容為溫度系數(shù)小的NPO電容,容值為5.6nF-22nF,推薦使用10nF。觸摸芯片的的放置位置盡量處于所有TouchPad的中間,這樣可以使得每個(gè)TouchPad到芯片引腳的距離一致,有利于減小觸摸差異。
觸摸走線設(shè)計(jì)要求;
TouchPad到MCU觸摸引腳的走線TKline要盡量短和細(xì)(建議7-10mil),以確保信號(hào)的穩(wěn)定,同時(shí)TKline彼此間的距離盡量大,盡量保證在2倍線寬以上。
TKline的正上方或者正下方盡量避免VDD、Digital信號(hào)線重疊。
當(dāng)TKline與 VDD、Digital信號(hào)線在同一個(gè)Layer時(shí),盡量將兩個(gè)信號(hào)線間的距離大于4倍線寬。
若因Board 面積有限,TKline與其他信號(hào)線在同一層,且距離較近則中間建議用GND隔開,GND寬度建議2倍以上TKline寬度。
觸摸走線示意圖
多個(gè)KEY走線時(shí),TouchPad到MCU觸摸引腳的走線盡量做到長短一致。由于實(shí)際應(yīng)用中導(dǎo)線相當(dāng)于電容,不同長度走線容易產(chǎn)生多余寄生電容,造成各個(gè)按鍵檢測電容不一致。
理想的布局方式
各個(gè)TouchPad的通道走線彼此間要盡量遠(yuǎn)離,且需同時(shí)遠(yuǎn)離其他元件和走線,尤其是遠(yuǎn)離信號(hào)線(例如IIC、SPI、UART等高頻通信走線)。在沒法避免的情況下,請讓兩者垂直布線,禁止平行走線。
觸摸通道線與通訊線不同層的處理
TouchPad設(shè)計(jì);
TouchPad可采用外接銅箔、金屬片、彈簧、導(dǎo)電棉等形式。若采用PCB銅箔形式,其中形狀一般為方形、圓形和燈形狀。TouchPad的面積一般為8mm×8mm至15mm×15mm,面板厚度不同TouchPad面積也有所差別,下表列出了面板厚度與TouchPad面積的對應(yīng)關(guān)系,若在TouchPad中開孔或者放置LED等,需增大TouchPad面積。
面板厚度與感應(yīng)盤面積
鋪地層;
若產(chǎn)品在觸摸按鍵正背面無大的干擾源,且與其他電源板相隔大于5mm,則背面可不鋪地。
如若鋪地,則為了使寄生電容最小化,推薦在觸摸按鍵所在的層進(jìn)行40%的鋪地(觸摸按鍵層Grid Size = 24mil,Track Width = 8mil),而非觸摸按鍵所在層則進(jìn)行60%-80%的鋪地(Grid Size = 14mil,Track Width = 8mil)。
如下圖所示:
按鍵頂層與底層鋪地示意圖
AiP8F32XX產(chǎn)品簡介;
產(chǎn)品特點(diǎn);
產(chǎn)品特點(diǎn)
內(nèi)部框圖;
AiP8F3208
AiP8F3216/ AiP8F3216E
AiP8F3264
總結(jié);
電容式觸摸按鍵應(yīng)用范圍廣泛,無錫中微愛芯的AiP8F32XX MCU觸摸端口數(shù)量多,可適用于多按鍵的觸摸應(yīng)用場景。集成了諸如AD、LED、LCD、I2C、SPI、UART等眾多外設(shè),功能強(qiáng)大應(yīng)用范圍廣,更多詳情可咨詢
審核編輯:湯梓紅
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