觸摸MCU設計要點有哪些？

在我們的日常生活中，電容式觸摸控制無處不在。空氣炸鍋、洗衣機、空調(diào)、冰箱等家用電器都會用到電容式觸摸按鍵。傳統(tǒng)的機械按鍵時間一長觸點就容易接觸不良，造成按鍵失靈。相比于機械按鍵，電容式觸摸按鍵不僅壽命長、操作方便而且具有防水和強抗干擾能力，增強了用戶的交互式體驗感。

中微愛芯8051內(nèi)核觸摸MCU分為AiP8F32XX和AiP8F35XX兩大系列，其中AiP8F32XX為有電容觸摸，AiP8F35XX為零電容觸摸。有電容觸摸擁有更高的觸摸可靠性與抗干擾能力，而零電容觸摸MCU由于省去了外圍電容，因此具有更低的使用成本。

下面將簡單介紹下我司電容式觸摸PCB設計要點，以方便工程人員利用我司芯片進行方案開發(fā)。

觸摸MCU PCB設計要點

基準電容Cadj的選擇

對于有電容觸摸MCU系列，基準電容Cadj應該盡可能的靠近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。

觸摸走線設計要求

• TouchPad到MCU觸摸引腳的走線TKline要盡量短和細（建議7-10mil)，以確保信號的穩(wěn)定，同時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信號線重疊。

• 當TKline與 VDD、Digital信號線在同一個Layer時，盡量將兩個信號線間的距離大于4倍線寬。

• 若因Board 面積有限，TKline與其他信號線在同一層，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KEY走線時，TouchPad到MCU觸摸引腳的走線盡量做到長短一致。由于實際應用中導線相當于電容，不同長度走線容易產(chǎn)生多余寄生電容，造成各個按鍵檢測電容不一致。

理想的布局方式

各個TouchPad的通道走線彼此間要盡量遠離，且需同時遠離其他元件和走線，尤其是遠離信號線(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

觸摸PCBTouchPad設計

TouchPad可采用外接銅箔、金屬片、彈簧、導電棉等形式。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

產(chǎn)品簡介

AiP8F32XX和AiP8F35XX產(chǎn)品資源

AiP8F32XX產(chǎn)品資源

AiP8F35XX產(chǎn)品資源

內(nèi)部框圖

AiP8F3208

AiP8F3216/ AiP8F3216E

AiP8F3264

AiP8F3516

AiP8F3532

總結(jié)

電容式觸摸按鍵應用范圍廣泛，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用場景；AiP8F35XX MCU無需外接電容不僅方便工程師布板而且節(jié)省了用戶成本。

我司觸摸類MCU集成了諸如AD、LED、LCD、I2C、SPI、UART等眾多外設，功能強大應用范圍廣，更多詳情可咨詢我司銷售。

來源：無錫中微愛芯電子有限公司

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