电容式触摸按键解决方案模板
浅谈电容触摸技术的各类解决方案
浅谈电容触摸技术的各类解决方案摘要：各类家电的操作器普遍采用触摸按键的方式对设备进行控制，在抗干扰以及响应速度上有不错的表现，结构上不易损坏，而且也有整体性的外观亮点。
其中电容式触摸按键响应快被广泛使用，本文针对电容触摸方式探讨了各公司提出和设计的电容触摸按键解决方案以及设计所需注意事项。
关键词：电容；触摸按键；Brief discussion on various solutions of capacitive touch technology（TCL Air Conditioner（ZhongShan）Co.,Ltd, 528400）Abstract:The operators of all kinds of household appliances generally use touch keys to control the equipment, in the anti-interference and response speed has a good performance, the structure is not easy to damage, but also has the overall appearance of bright spots. Capacitive touch key response is widely used. This paper discusses the capacitive touch key solutions proposed and designed by various companies and the matters needing attention in design.Key words: capacitance; Touch key;引言电容传感器可以解决许多不同类型的传感和测量问题。
它们能够被集成到一个印刷电路板或一个微芯片中，并且具有非常优秀的精确性，对温度良好的稳定性，以及很少的耗电量。
电容触摸方案
三、方案详述
1.合法合规性
（1）严格遵守国家关于电子信息产品的相关法规及标准；
（2）选用环保材料，确保产品对人体及环境无害；
（3）符合RoHS指令要求，降低有害物质含量；
（4）进行可靠性测试，确保产品在正常使用条件下的性能稳定。
2.技术选型与设计
（1）触摸技术：采用高性能、多点触控的电容触摸技术；
（2）采用高精度生产设备，提高生产效率；
（3）加强生产过程控制，降低不良率；
（4）成品检测：确保产品符合设计方案。
四、实施策略
1.组建专业的项目团队，明确各成员职责；
2.编制详细的设计文档，指导设计工作；
3.开展技术选型、设计优化、算法优化等工作；
4.组织生产制造，确保产品质量；
5.进行产品测试，验证方案效果；
6.持续优化，提升产品性能。
五、风险评估与应对措施
1.技术风险：关注行业动态，及时更新技术方案；
2.合规风险：与政府部门保持沟通，确保方案合法合规；
3.市场风险：深入了解市场需求，适时调整产品策略；
4.生产风险：加强生产过程控制，提高生产效率。
六、总结
本方案旨在为某电子产品提供一整套合法合规、性能优越的电触触摸解决方案，满足市场需求，提升用户体验。在实施过程中，需密切关注各方面风险，确保项目顺利进行。通过本方案的实施，将为产品带来更高的市场竞争力，满足用户需求。
1.确保电容触摸技术的合法合规性，遵循相关法规和标准；
2.提高触摸屏的灵敏度、准确性和稳定性；
3.提升用户体验，降低误触率；
4.优化触摸屏结构设计，降低成本。
三、方案内容
1.合法合规性
（1）遵循国家相关法规和标准，如《电子信息产品污染控制管理办法》等；
电容式触摸按键布线
电容式触摸按键布线分享1）:电容式触摸按键特点及应用与传统的机械按键相比，电容式触摸感应按键不仅美观时尚而且寿命长，功耗小，成本低，体积小，持久耐用。
它颠覆了传统意义上的机械按键控制，只要轻轻触碰，他就可以实现对按键的开关控制，量化调节甚至方向控制，现在电容式触摸感应按键已经广泛用于手机，DVD,电视，洗衣机等一系列消费类电子产品中！2）:电容式触摸按工作基本原理所谓感应式触摸按键，并不是要多大的力量去按，相反，力量大和小的效果是一样的，因为外层一般是一块硬邦邦的塑料壳。
具体就电容式而言，是利用人手接触改变电容大小来实现的，通俗点，你手触摸到哪个位置，那里的电容就会发生变化，检测电路就会检测到，并将由于电容改变而带来的模拟信号的改变转化为数字信号的变化，进行处理！3）: 电容式触摸按电容构成及判断PCB材料构成基本电容，PCB上大面积的焊盘（触摸按键）与附近的地构成的分布电容，由于人体电容的存在，当手指按上按键后，改变了分布电容的容量(原来的电容并上了人体电容)，通过对PAD构成的分布电容充放电或构成振荡电路，再检测充放电的时间，或者振荡频率，脉冲宽度等方式可以检测电容容量的变化，继而可判断按键是否被按下。
电容式触摸按键布板要求1）: PCB板的电容构成因素：PCB板中电容构成因素如右图：其中代表PCB板最终生成电容代表空气中的介质常数代表两板电介质常数代表两极板面面积代表两板距离2）: PCB板的布局电容式感应触摸按键实际只是PCB上的一小块覆铜焊盘，当没有手指触摸时，焊盘和低型号产生约5—10PF的电容值，我们称之为“基准电容”故为了PCB设计尽量达到这值，PCB需要进行更好设计！如下图：虽然触摸按键最终的效果可能与其他一些因素还有很多直接或间接的关系，但做为PCB的绘制人员，我们因该尽量保证我们所绘制的PCB效果达到最佳（及控制好触摸按键的中的基准电容值）PCB布板至关重要，因为PCB构成的电容容量极小,而且必须要尽量控制等效电容，不能过大，因为人体电容也是极小的（数pF），不同的人之间差异也比较大，而触摸按键的灵敏度就在于手指接触按键前后PAD电容量的差异，而且这么小的电容充放电极易受到干扰，所以布线的关键两点就是：1、控制电容量2、避免干扰影响电容容量的因素是极板的面积和极板间的介质材料，在实际应用中人体是不太可能直接接触PCB的，所以PCB与按键接触面必须有覆盖层，在触摸按键应中影响容量的因素有：1、 PAD的面积与铺地间的距离以及铺地的面积2、 PAD上的覆盖层的厚度和材质（介质）3、 PCB的厚度和材质对应的策略如下：1、 PAD的面积应尽量接近手指接触按键的有效面积。
电容式触摸感应按键技术原理及应用
电容式触摸感应按键技术原理及应用电容式触摸感应按键技术原理及应用2010-05-26 12:45:02| 分类：维修| 标签：|字号大中小订阅市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键，以取代传统的机械式按键。
针对此趋势，Silicon Labs公司推出了内置微控制器(MCU)功能的电容式触摸感应按键(Capacitive Touch Sense)方案。
电容式触摸感应按键开关，内部是一个以电容器为基础的开关。
以传导性物体（例如手指）触摸电容器可改变电容，此改变会被內置于微控制器内的电路所侦测。
电容式触摸感应按键的基本原理◆Silicon Labs 现提供一种可侦测因触摸而改变的电容的方法电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。
如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。
如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。
所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。
具体测量的方式有二种：(一)可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。
如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。
(二)也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。
如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。
Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器(MCU)系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。
而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。
◆以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。
与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是(3+N)电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。
电容触摸按键设计
在目前市场上可提供的PCB（印刷电路板）基材中，FR4是最常用的一种。
FR4是一种玻璃纤维增强型环氧树脂层压板，PCB可以是单层或多层。
在触摸模块的尺寸受限的情况下，使用单层PCB不是总能行得通的，通常使用四层或两层PCB。
在本文中，我们将以最常用的两层PCB为例来介绍PCB布局，意在为S-Touch TM电容触摸感应设计所用的各种PCB （如FR4、柔性PCB或ITO面板）的结构和布局提供设计布局指导。
PCB设计与布局在结构为两层的PCB中，S-Touch TM触摸控制器和其他部件被布设在PCB的底层，传感器电极被布设在PCB的顶层。
每个传感器通道所需的调谐匹配电容器可以直接布设在该传感器电极的底层。
需要指出的是，S-Touch TM触摸控制器布设在底层，应该保证其对应的顶层没有布设有任何传感器电极。
顶层和底层的空白区域可填充网状接地铜箔。
图 2.1 两层 PCB 板的顶层图 2.2 两层 PCB 板的底层设计规则第1 层（顶层）•传感器电极位于PCB的顶层（PCB的上端与覆层板固定在一起）。
为提高灵敏度，建议使用尺寸为10 x 10 毫米的感应电极。
可以使用更小尺寸的感应电极，但会降低灵敏度。
同时，建议感应电极的尺寸不超过15 x 15 毫米。
如果感应电极超过这一尺寸，不但会降低灵敏度，而且会增加对噪声的易感性。
•空白区域可填充接地铜箔（迹线宽度为6 密耳，网格尺寸为30 密耳）。
•顶层可用来布设普通信号迹线（不包括传感器信号迹线）。
应当尽可能多地把传感器信号迹线布设在底层。
•感应电极与接地铜箔的间距至少应为0.75 毫米。
第2 层（底层）•S -Touch TM控制器和其它无源部件应该设计布局在底层。
•传感器信号迹线将被布设在底层。
不要把一个通道的传感器信号迹线布设在其他传感通道的感应电极的下面。
•空白区域可填充接地铜箔（迹线宽度为6 密耳，网格尺寸为30密耳）。
•传感器信号迹线与接地铜箔的间距应当至少是传感器信号迹线宽度的两倍。
电容式触摸按键解决方案
电容式触摸按键解决方案一、方案简介在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中,触摸按键已被广泛采用.由于其具有方便易用,时尚和低成本的优势,越来越多的电子产品开始从传统机械按键转向触摸式按键.触摸按键方案优点:1、没有任何机械部件,不会磨损,无限寿命,减少后期维护成本.2、其感测部分可以放置到任何绝缘层〔通常为玻璃或塑料材料〕的后面,很容易制成与周围环境相密封的键盘.以起到防潮防水的作用.3、面板图案随心所欲,按键大小、形状任意设计,字符、商标、透视窗等任意搭配,外型美观、时尚,不褪色、不变形、经久耐用.从根本上解决了各种金属面板以与各种机械面板无法达到的效果.其可靠性和美观设计随意性,可以直接取代现有普通面板〔金属键盘、薄膜键盘、导电胶键盘〕,而且给您的产品倍增活力！4、触摸按键板可提供UART、IIC、SPI等多种接口,满足各种产品接口需求.二、原理概述如图1所示在PCB上构建的电容器,电容式触摸感应按键实际上只是PCB上的一小块"覆铜焊盘〞,触摸按键与周围的"地信号〞构成一个感应电容,当手指靠近电容上方区域时,它会干扰电场,从而引起电容相应变化.根据这个电容量的变化,可以检测是否有人体接近或接触该触摸按键.接地板通常放置在按键板的下方,用于屏蔽其它电子产品产生的干扰.此类设计受PCB 上的寄生电容和温度以与湿度等环境因素的影响,检测系统需持续监控和跟踪此变化并作出基准值调整.基准电容值由特定结构的PCB产生,介质变化时,电容大小亦发生变化.图1 PCB上构建开放式电容器示意图三、方案实现该系列电容式触摸按键方案,充分利用触摸按键芯片内的比较器特性,结合外部一个电容传感器,构造一个简单的振荡器,针对传感器上电容的变化,频率对应发生变化,然后利用内部的计时器来测量出该变化,从而达到响应触摸功能的实现.该芯片内部本身集成了电容式触摸传感模块,可以做到一个I/O口对应一个按键,外围电路简洁、无需外部组件的情况下即可通过片上振荡器和电容式触摸感应IO实现触摸按键接口；1.8-3.6V宽电压工作X围,支持电池供电.超低功耗触摸按键待机电流消耗可低至1uA、最大工作电流0.8mA;MCU内部的数控振荡器<DCO>,可提供高达16MHz的频率,能在1uS时间内激活并实现稳定工作.MCU上电启动自动校准,生产、测试过程简单；可支持按钮、滑块、滚轮以与近距离传感器；适用于5mm以内的任何绝缘材料、如玻璃、陶瓷、塑料等；灵敏度可调节,具有很高的调节性；具有先进的防干扰措施,防止按键误动作,全自动补偿,不受环境温湿度影响.通讯接口多样性：提供IIC、SPI、UART等接口.图2 方案示意图四、触摸按键原理图图3 子机21键触摸按键方案原理图五、实物图片图4 无绳子机21键PCB六、电路板布局注意事项：1．将电路连接到触摸板由于电线会增加基准电容,因此应尽量缩短触摸板的连接线.由于弯曲可能影响整个电容变化,连接线应尽可能保持稳定的形状,这点同样非常重要.由于触摸板驱动电路本身具有高阻抗,因此应避免将高速或大电流驱动电线靠近触摸板电线.1.触摸板的形状和大小可使用标准实体填充的圆形或方形按键板. 可在按键板上钻孔以便提供背光,这不会影响电容性能. 按键板周围通常是接地区域. 可以使用网状和实体填充. 与接地区域的间隙通常为按键板尺寸的1/20. 如果使用10mm的按键板,则适合使用0.5mm的间隙〔请参见图5〕.图5 触摸板的大小和形状在滚动条应用中,按键板应紧密地封装在一起. 在此情况下,未使用的相邻按键板将通过器件接地.这将在活动按键板周围形成动态接地平面.通常,按键板尺寸越大,其敏感度就越高.该限制是当手指无法覆盖按键板区域时,增加按键板尺寸并不会产生更好的效果.按键板与接地平面之间的间隙也会影响其敏感度.在滚动条应用中,按键板不能太大,这一点很重要. 普通手指应能覆盖一个半大小的触摸板.2.PCB厚度与非活动表面接地由于电容器传感器板通常放置在其它电子器件的顶部,这有助于将地线排在PCB的下侧,使传感器能够屏蔽下方电子器件产生的辐射噪声.如果采用FR4材料,PCB的厚度对传感器影响不大. 若采用柔性PCB材料,如聚酰亚胺薄膜<Kapton>,那么材料越薄,下方的接地板就更靠近传感器按键的表面,且可能干扰其电容性能. 通过使用40%或更小的网状接地可以减小耦合区域,从而能够降低此影响.七、覆盖1．覆盖材料选择覆盖材料时须考虑两大因素：电容耦合性能〔介电常数〕静态击穿特性表1显示了一些常用材料的介电常数：材料的介电常数越高,手指与传感器板之间的电容耦合性能就越佳.除空气和某些木头外,上述材料非常适合用作覆盖材料.由于空气具有较低的电容耦合特征,因此应尽量不要在传感器板与覆盖材料之间留有空隙.空隙还可能聚集水分,当温度突然改变时这些水分可能凝聚到传感器表面. 请参阅8.3 Section了解有关粘合和填充复合材料的信息.表2显示通过覆盖一些常用材料,可避免出现12kV损坏的最小厚度：要增强ESD保护,可添加一层聚酰亚胺薄膜,这可以大幅提高覆盖层的击穿容限.2. 覆盖层厚度与敏感度对比覆盖层厚度通常与敏感度成反比,也成反向指数关系.诸多因素可能影响电容传感板的敏感度：按键板尺寸覆盖层材料与其厚度感应方法增益〔包括IIR滤波器增益和时钟速度〕3.粘合和其它填充复合材料在大多数应用中,传感器电极与覆盖层材料之间应密封耦合.设计人员可以在填充表中选择以机械方式还是粘合方式将覆盖层材料按压在PCB板上.选择粘合剂时须考虑两大因素：材料不得携带电荷并且不得影响电容性能〔因此,它应当为绝缘体〕.材料不会吸收水分.3M™ 467MP和468MP高性能丙烯酸双面胶带具有4.2mil 58磅涂有聚乙烯的牛皮卡纸,是此应用的理想选择.技术支持：胡立忠：0752-*******转816 ：0752-*******：402290722八、通讯协议描述：3.通讯总线：a.工业标准NXP I2C 总线协议.b.本部件工作在SLA VE模式.c.可支持最大速率：400Kbps.d.本部件I2C地址〔7位〕0x6E.*MASTER读数据指时序：Start->发写命令〔0xDC〕->等待应答->写字节偏移地址<0x00>< 本方案直接从0X00开始读数据>->等待应答-> Stop->Start->发读命令<0xDD>->等待应答->读数据->非应答->Stop其它指令请参考标准I2C协议,不再详述.2．中断Pin置低：检测到按键,从0x00地址开始读4个字节按键数据.置高：无任何按键被检查到.3.I2C寄存器定义所有寄存器初始值：0x00Bit置1：对应按键按下.Bit置0：对应按键释放.DECT彩屏子机触摸按键图片数字无绳子机21键键值对应表：V oIP+DECT+MID方案触摸按键图片VoIP座机按键丝印板图座机按键键值对应表：。
YS801A电容式感应触摸芯片应用设计解决方案
电容式触摸感应检测按键是近年来迅速发展起来的一种新型按键。
它可以穿透绝缘材料外壳(玻璃、塑料等)，它没有传统金属触摸人体直接接触金属片而带来的安全隐患，也没有传统轻触按键的机械触点寿命缺陷。
电容式感应按键做出来的产品防水，防尘，可靠耐用，美观时尚，便于生产安装以及维护。
原理触控焊盘自身存在一个分布电容。
当手指或者其它物体接近触控焊盘时，触控焊盘周围的环境（地）改变，导致其分布电容发生变化。
这种变化由触控芯片内部的专用电路转换成频率信号后，交给芯片内部软件处理，而后作出相应的控制动作。
特性支持 1 个感应按键支持 I/O 口开漏输出指示按键触发状态高效的 RF 噪音抑制能够防水自动基线跟踪和自校准简单的灵敏度调节，只需调整一个外部电容（CR）即可低功耗电源电压 2.8-5.5V封装为 SOT23-6L应用：用于替代按键数量少的机械按键的方案。
管脚定义及说明管脚图管脚说明电气特性极限参数供电电压............................V SS -0.3V~V SS +6.0V 端口输入电压........................V SS -0.3V~V DD +0.3V 存储温度..................................-50˚C~125˚C工作温度...................................-40˚C~85˚CIOL 总电流..................................80mAIOH 总电流..................................80mA总功耗......................................500mW注：这里只强调额定功率，超过极限参数所规定的范围将对芯片造成损害，无法预期芯片在上述标示范围外的工作状态，而且若长期在标示范围外的条件下工作，可能影响芯片的可靠性。
电容式触摸感应按键技术及常见问题解决办法
电容式触摸感应按键技术及常见问题解决办法浅谈电容式触摸感应按键技术及常见问题解决办法市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键，以取代传统的机械式按键。
针对此趋势，Silicon Labs公司推出了内置微控制器（MCU）功能的电容式触摸感应按键（Capa citive Touch Sense）方案。
电容式触摸感应按键开关，内部是一个以电容器为基础的开关。
以传导性物体（例如手指）触摸电容器可改变电容，此改变会被内置于微控制器内的电路所侦测。
图1：电容式触摸感应按键的基本原理一种可侦测因触摸而改变的电容的方法电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。
如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。
如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。
所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。
具体测量的方式有二种：（一）可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。
如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。
（二）也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。
如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。
Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器（MCU）系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。
而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。
图2：Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器（MCU）系列以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。
与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是（3+N）电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。
电容式触摸感应按键技术原理及应用
电容式触摸感应按键技术原理及应用电容式触摸感应按键技术原理及应用2010-05-26 12:45:02| 分类：维修| 标签：|字号大中小订阅市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键，以取代传统的机械式按键。
针对此趋势，Silicon Labs公司推出了内置微控制器(MCU)功能的电容式触摸感应按键(Capacitive Touch Sense)方案。
电容式触摸感应按键开关，内部是一个以电容器为基础的开关。
以传导性物体（例如手指）触摸电容器可改变电容，此改变会被內置于微控制器内的电路所侦测。
电容式触摸感应按键的基本原理◆Silicon Labs 现提供一种可侦测因触摸而改变的电容的方法电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。
如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。
如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。
所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。
具体测量的方式有二种：(一)可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。
如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。
(二)也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。
如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。
Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器(MCU)系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。
而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。
◆以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。
与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是(3+N)电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。
使用普通IO口实现电容触摸感应的解决方案
技术背景现在电子产品中，触摸感应技术日益受到更多关注和应用，不仅美观耐用，而且较传统机械按键具有更大的灵敏度、稳定性、可靠性，同时可以大幅提高产品的品质。
触摸感应解决方案受到越来越多的IC设计厂家的关注，不断有新的技术和IC面世，国内的公司也纷纷上马类似方案。
Cpress公司的CapSense™技术可以说是感应技术的先驱，走在了这一领域的前列，在高端产品中有广泛应用，MCP推出了mTouch™，AT也推出了QTouch™技术，FSL推出的电场感应技术与MCP 的电感触摸也别具特色，甚至ST也有QST产品。
但是目前所有的触摸解决方案都使用专用IC，因而开发成本高，难度大，而本文介绍的基于RC充电检测（RC Acquisition）的方案可以在任何MCU上实现，是触摸感应技术领域革命性的突破。
首先介绍了RC充电基础原理，以及充电时间的测试及改进方法，然后详细讨论了基于STM8S单片机实现的硬件、软件设计步骤，注意要点等。
一、RC充电检测基本原理RC充电检测基本原理是对使用如PCB的电极式电容的充电放电时间进行测量，通过比较在人体接触时产生的微小变化来检测是否有‘按下’动作产生，可选用于任何单独或多按键、滚轮、滑条。
如图1(a)所示，在RC网络施加周期性充电电压Vin，测量Vout会得到如(b)的时序，通过检测充电开始到Vout到达某一门限值的时间tc的变化，就可以判断出是否有人体接触。
图2显示出有人体接触时充电时间会变长。
实现电路如图3，使用一个I/O口对PCB构成的电容充电，另一个I/O口测量电压，对于多个按键时使用同一个I/O口充电。
R1通常为几百K到几M，人体与PCB构成的电极电容一般只有几个pF，R2用于降低噪声干扰，通常为10K。
二、充电时间测量方法对充电时间的测量可以使用MCU中定时器的捕捉功能，对于多个按键一般MCU没有足够的定时器为每个按键分配一个，也可以使用软件计时的方法，这要求能对MCU的时钟精确计数，并且保证每个周期的时钟个数保持一定。
电容触控方案
6.售后服务：提供完善的售后服务，收集用户反馈，持续优化产品。
五、风险评估与应对措施
1.技术风险：跟踪国内外技术动态，及时更新技术方案；
2.市场风险：深入了解市场需求，调整产品策略；
3.法律风险：密切关注法律法规变化，确保方案合规性；
4.售后风险：加强售后服务团队建设，提高服务质量。
2.硬件设计
-使用高透明度、抗刮花的玻璃面板，保证视觉效果和耐用性。
-选择具有低功耗、高灵敏度和抗干扰能力的触控芯片。
-设计稳定的驱动电路，确保触控信号的准确传递。
-实施防水、防尘、抗震设计，提升产品耐用度和适应环境的能力。
3.软件开发
-开发基于用户需求的操作系统和应用软件，确保软件界面友好、操作直观。
-建立生产线，进行小批量试产，以确保生产流程的稳定性。
-实施严格的质量控制措施，确保产品的一致性和可靠性。
4.市场推广Байду номын сангаас销售
-制定市场推广计划，包括广告宣传、产品展示等。
-建立销售网络，提供产品销售和售后服务。
5.用户反馈与产品迭代
-定期收集用户反馈，分析产品使用中的问题和不足。
-根据用户反馈进行产品迭代，不断提升产品性能和用户体验。
（4）应用软件：开发符合用户需求的应用软件，提供丰富多样的功能。
4.合规性检查
（1）符合国家关于电子产品安全、电磁兼容、环保等方面的法律法规；
（2）遵循相关行业标准，确保产品品质；
（3）进行第三方检测，获取相关认证；
（4）加强用户隐私保护，符合《中华人民共和国网络安全法》等相关法规。
5.售后服务
（1）提供完善的售后服务，包括产品保修、维修等；
TrueTouch电容式触摸感应解决方案
这一状态 。
准 （ Ｉ ＥＣ ６ ２ １ ３ ２）和 辐射 抗扰 度标 准
（ Ｉ ＳＯ １ １ ４ ５ ２） ， 以 及 系 统 级 抗 扰 规 格 （ Ｃ Ｉ Ｓ Ｐ Ｒ ２ ５ ）。 Ａｕ ｔ ｏ Ａｒ ｍｏ ｒ 采Ｉ １ ｛ ｆ Ｊ 动 跳 频 技 术 ，防 Ｉ 其 他 电 了 系 统 电 磁 ｛ ： 扰 引 起 的 误 触 ， 并 使 用 Ｔ Ｘ步 贝 牢 扩 腱 将 电 磁辐 射 降 低 多达 ３ ０ ％ 。 除 专仃（ １ ９ Ａｕ ｔ ｏ Ａｒ ｍｏ ｒ 技 术 ，Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ Ｖ Ｏ
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ｌ ｊ Ｍ Ｃ１ ｌ ３ １ 可提供 ＋ ２ ５ ｄ ＢＩ ｎ 的饱和输 出 方案
功率 （ １ ６ ％ ＰＡ Ｅ） ，采 紧 凑 型 无 引 脚
４ ａｍ ×４ ｒ ｍｍ陶 瓷表 贴 封 装 。
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制 务通 信 系统 ，包 捅 点 埘点 币 ｌ ｌ 点 对 多 ７ ６ ３ ７ ２ 性 能 。 没备 提 供 种 封 装 类 型 。 Ｉ Ｉ Ｉ 为Ｓ ＯＴ ２ ３ Ｗ 做 低 度 表 面安 装 封 装。Ｕ Ａ是 歉 ３ ￣ ｋ １ ］ 趟 小 过 孔 安 装 单
凯 处 娌 器按 ¨通 过 【 Ｃ或Ｓ ＰＩ 提 供高达８ ８ 路（ １ ９ Ｉ ／ Ｏ， 从而 提 触摸 屏的 灵敏 度 。
Ｃｙ ｐｒ ｅ ｓ ｓ
白ｆ ： ／ ／ ｃ ｈ ｉ ｎａ ｃ ｙ ｐｒ ｅ ｓ ｓ 。 ｃ ｏ ｎ￣ ｒ
触摸按键方案
触摸按键方案触摸按键技术在现代电子设备中得到了广泛的应用，从智能手机到家用电器，触摸按键为用户提供了一种直观且方便的操作方式。
本文将介绍触摸按键的原理、不同的实现方案以及其在不同领域的应用。
一、触摸按键的原理触摸按键的原理基于电容感应技术。
当手指接触触摸面板时，由于人体是导电的，触摸面板上的电场将发生变化。
传感器会检测这种变化，并将其转化为数字信号，从而实现触摸输入的功能。
二、触摸按键的实现方案1. 电阻式触摸屏电阻式触摸屏是最早应用的触摸按键技术之一。
它由两层透明导电的薄膜组成，中间隔着微小的空气间隙。
当手指触摸屏幕时，两层导电薄膜会接触到一起，形成一个电路。
控制器会通过测量电流的变化来确定触摸位置。
电阻式触摸屏具有较好的耐久性和适应性，但其精度和响应速度相对较低。
2. 电容式触摸屏电容式触摸屏是目前应用最广泛的触摸按键技术。
它采用导电涂层覆盖整个触摸面板，并搭配控制电路进行工作。
当手指接触触摸屏时，体内的电荷会改变触摸屏的电场分布，控制电路会感知到这种变化，并确定触摸位置。
电容式触摸屏具有较高的触摸精度和响应速度，支持多点触控和手写输入，适用于大多数电子设备。
3. 声表面波触摸屏声表面波触摸屏利用超声波传感器探测触摸位置，没有导电薄膜覆盖在触摸屏上。
当手指触摸屏幕时，触摸位置会引起超声波的衰减，传感器会检测到这种信号，并确定触摸位置。
声表面波触摸屏具有较高的可靠性和耐久性，但成本相对较高，应用程度相对较低。
三、触摸按键在不同领域的应用1. 智能手机和平板电脑触摸按键是智能手机和平板电脑的标配功能。
用户可以通过触摸屏幕进行各种操作，如拨打电话、发送短信、浏览网页等。
触摸屏幕的灵敏度和流畅性对用户体验至关重要。
2. 家用电器越来越多的家用电器开始采用触摸按键技术，如微波炉、冰箱、洗衣机等。
触摸按键取代了传统的物理按键，使电器的操作更加简单和直观。
同时，触摸按键也提供了更好的防水性能，增加了产品的安全性和可靠性。
电容式触摸按键的设计与实现(软件部分)
学校代码： 11059学号： 0805070076Hefei University毕业论文（设计）B A CH ELO R D IS S ERTATIO N论文题目：电容式触摸按键的设计与实现（软件部分）学位类别：工学学士学科专业：自动化作者姓名：贾克慎导师姓名：储忠完成时间： 2012-5-24电容式触摸按键的设计与实现(软件部分)中文摘要当今，自动化控制系统已经在各行各业得到了广泛的应用和发展，在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中，触摸式按键作为一种接口技术已被广泛采用。
由于具有方便易用，时尚和低成本的优势，越来越多的电子产品开始从传统的机械按键转向触摸式按键。
在触摸按键技术方面，目前主要可分为电阻式触摸按键与电容式感应按键。
由于电阻式的触摸按键需要在设备表面贴一张触摸电阻薄膜, 其耐用性较低；而电容感应按键技术具有在非金属操作面板上无须开孔处理、防水防污、易清洁、无机械开关磨损而寿命长等优点。
本论文通过分析电容式触摸感应技术，研究人体触摸算法，设计出基于PIC单片机的电容式触摸按键系统。
根据系统的要求完成了整体方案设计，在所设计的控制方案里对控制系统的软、硬件设计作了详细论述。
本论文主要介绍软件部分，并将系统软件分为：系统初始化模块、按键识别模块、LCD显示模块、高优先级和低优先级中断服务程序模块。
首先将各个模块进行分析研究，然后进行软硬件联合调试，最后完成该毕业设计所要求的内容。
关键词：电容式触摸感应；模块化；调试；PIC16F1937Design and implementation of capacitive touch keysAbstractNowadays，automatic control systems have been widely used and developed in Every aspect of life，the applicatio n of portable media players and mobile handsets, such as large-capacity, high-visib ility products, the touch buttons as an interface techno logy has been widely adopted. Easy to use, stylish and low-cost advantage, more and more electronic products began to shift fro m the traditio nal mechanical b uttons with to uch button.Touch-button techno logy can be divided into resistive touch butto ns and capacitive sensing buttons. Resistive touch keys touch the surface of the device is attached a resistive film, the lower its d urability; Capacitive sensing key technolo gies has a hand le on the panel o f no n-metallic operating without opening, watering pollution, easy to cleaning, non-mechanical switches wear long life advantages.In this paper, by analyzing capacitive touch sensing techno logy and studying human touch algorithm, we finish the design of capacitive touch b utton system ba sed on PIC microcontroller. According to the requirements of the system we complete the overall design of the control system，in which hardware and software design are discussed in detail. This paper mainly introduces the software part, which is divided into four modules: the system initialization module, the key recognition module, LCD display module, a high priority and low priority interrupt service routine module. First do analysis and stud y on every module. Then co mb ine hardware with so ftware and debug. Finally comp lete the g raduatio n design’s requirements.KEY WORD:Capacitive touch sensing；Modular design；Debugging；PIC16F1937目录第一章前言 (1)1.1 系统简介 (1)1.2 课题的研究背景 (1)1.3 课题研究现状与发展趋势 (1)1.4 课题研究的内容 (2)1.5 本章小结 (2)第二章系统设计 (3)2.1 设计任务 (3)2.1.1 电容触摸感应技术的分析 (3)2.1.2人体触摸检测算法的研究 (5)2.2 总体方案分析 (5)2.2.1中央处理模块 (6)2.2.2电源转换电路 (6)2.2.3信息显示模块 (6)2.3 系统功能结构及组成 (6)2.3.1 系统功能结构 (6)2.3.2 系统组成 (7)2.4 本章小结 (7)第三章系统软件设计 (8)3.1 软件设计思想 (8)3.1.1按键检测思想 (8)3.1.2 各个显示模块设计思想 (10)3.2 主处理程序设计 (10)3.3 按键设计模块 (14)3.3.1 按键识别 (14)3.3.2 按键的程序框图 (15)3.4 显示模块程序设计 (18)3.4.3 LCD显示模块 (18)3.5 软件开发环境介绍 (19)3.5.1 工程文件的建立 (19)3.5.2 源程序的加载 (21)3.5.3 源程序编译、下载 (22)3.6 本章小结 (23)第四章硬件设计 (24)4.1 硬件设计原则 (24)4.2 电容式触摸式按键的设计 (24)4.2.1 PCB常规设计 (24)4.2.2电极与元件的设计 (26)4.2.3覆盖物 (28)4.2.4触摸式按键的原理 (28)4.3 显示模块的设计 (30)4.4 段式液晶驱动HT1621 (30)4.5 本章小结 (32)第五章系统测试 (33)第六章总结 (37)参考文献 (38)致谢 (40)附录A系统原理图 (41)附录B 系统PCB布线图 (42)附录C 实物图片 (43)附录D 程序代码 (44)第一章前言在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中，触摸式按键作为一种接口技术已被广泛采用[1]。
电磁炉应用中的电容式触摸按键解决方案
1 方案介绍ST的电容式触摸按键方案通过一个电阻和感应电极的电容CX构成的阻容网络的充电/放电时间来检测人体触摸所带来的电容变化。
如图1所示，当人手按下时相当于感应电极上并联了一个电容CT，增加了感应电极上的电容，感应电极进行充放电的时间会增加，从而检测到按键的状态。
而感应电极可以直接在PCB板上绘制成按键、滚轮或滑动条的应用样式，也可以做成弹簧件插在PCB板上，即使隔着绝缘层(玻璃、树脂)也不会对其检测性能有所影响。
图1 STM8S电容式触摸按键的工作原理电磁炉是采用磁场感应电流的加热原理对食物进行加热。
加热时，通过面板下方的线圈产生强磁场，磁力线穿过导磁体做的锅的底部时，锅具切割交变磁力线而在锅具底部产生涡流使锅底迅速发热，达到加热食物的目的。
在本解决方案中采用44pin的STM8S105S4做按键显示板的主控芯片，控制13个按键的扫描、24个LED及一个4位数码管的显示、I2C与主板的通讯，并留有一个SWIM接口方便工程师调试之用(如图2)。
STM8S105S4采用的是ST高级STM8内核，具备3级流水线的哈佛结构，3.0~5.5V工作电压，内部16MHz RC 可提供MCU 16MHz工作频率，提供低功耗模式和外设时钟关闭功能，共有34个I/O可用。
STM8S105S4 具有2KB的RAM和16KB的FLASH，还有可达30万次擦写次数的1KB EEPROM数据存储器。
图2 电磁炉按键板原理3 电磁炉工作环境中的干扰1.电磁干扰电磁炉在加热锅的同时，也对电路板上感应电极正向或反向的电流，从而会缩短或增长按键充放电时间，会对按键的检测造成很大影响，甚至产生误动作，常见的方法采用硬件屏蔽和过零点检测来消除电磁辐射对按键的影响。
硬件屏蔽在STM8S的解决方案中，ST提供了感应电极和走线的设计规范和如图3所示的Driven Shield功能(在Shield 线上提供与按键管脚相同的驱动信号，电极与Shield之间的寄生电容就不会被充放电)，能有效地减少感应电极走线的寄生电容对按键灵敏度的影响。
电容式触摸感应按键解决方案
电容式触摸感应按键解决方案方案简介在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中，触摸式按键作为一种接口技术已被广泛采用。
由于具有方便易用，时尚和低成本的优势，越来越多的电子产品开始从传统的机械按键转向触摸式按键。
基于LPC1100 系列Cortex-M0 微控制器的电容式触摸感应按键方案，采用LPC1100 的GPIO 口和两个内部定时器，即可实现多达24 个独立按键或滑条式电容触摸按键的应用。
本方案采用外围RC 电路加软件检测技术，集成FIR 滤波算法，拥有良好的抗干扰性能，可通过EFT（脉冲群抗干扰度测试）4KV 的指标，非常适合由交流电驱动的电子设备。
原理概述电容式触摸感应按键的基本原理如图1 所示，当人体（手指）接触金属感应片的时候，由于人体相当于一个接大地的电容，因此会在感应片和大地之间形成一个电容，感应电容量通常有几pF 到几十pF。
利用这个最基本的原理，在外部搭建相关电路，就可以根据这个电容量的变化，检测是否有人体接触金属感应片。
图1 电容式触摸感应原理基于LPC1100 系列Cortex-M0 微控制器电容式触摸感应按键原理如图2 所示，利用LPC1100 的GPIO 中断功能加上内部定时器，可很方便的测量外部电容量变化。
处理流程如下：初始化KEY n 为GPIO 口，必须关闭内部上拉功能，配置为既不上拉也不下拉的模式；使能并配置KEY n 的高电平中断；将KEY n 设置为输出，并输出低电平，此时电容放电；开启定时器，将KEY n 配置为输入，并开启高电平中断，此时电容开始充电，在KEY n 的中断服务函数中读取定时器的时间；根据这个充电时间的变化量就可以判断出是否有按键按下。
图2 基于LPC1100 触摸按键原理注：图2 中只是示意了2 个独立按键连接方案，利用LPC1100 内部的GPIO 输入可以连接多达24 个独立按键或滑条。
RC 电路充放电在有无人体触摸时的充放电波形图如图3所示。
基于XC82xXC83x电容式感应按键解决方案的介绍PPT共38页
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
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瑞萨电子株式会社（TSE：6723）的子公司瑞萨电子（中国）有限公司（以下简称“瑞萨电子”）宣布推出R7F0C205L、R7F0C206L、R7F0C206M、R7F0C207M和R7F0C208M等5款新产品，扩充其16位微控制器（MCU）产品线，进一步加强对触控式家电设备、智能楼宇、工业自动化和便携式设备应用的开发支持。
嵌入式开发人员可以利用新产品在单芯片上同时集成用户界面（包括电容触控键、LED和LCD）和系统控制功能。
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该新款MCU继承了RL78系列产品业界领先的低功耗和卓越的电磁兼容性（EMC）等强大性能。
电容式触控应用的开发人员能以超低功耗、极低成本利用瑞萨电子最先进的第二代电容式触控技术。
此外，嵌入式LCD
和LED直接驱动功能，支持多样化的产品设计，并在整个产品线上规范了开发人员MCU平台。
MCU还集成了用于驱动LED和LCD 的高电流端口，可优化具有LED和LCD显示器的电容式触摸按键应用。
新型MCU是瑞萨电子首款在单芯片上支持LCD和LED直接驱动的16位触控式MCU。
该新品。
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电容式触摸按键解
决方案
电容式触摸按键解决方案
一、方案简介
在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中，触摸按键已被广泛采用。
由于其具有方便易用，时尚和低成本的优势，越来越多的电子产品开始从传统机械按键转向触摸式按键。
触摸按键方案优点:
1、没有任何机械部件，不会磨损，无限寿命，减少后期维护成本。
2、其感测部分能够放置到任何绝缘层（一般为玻璃或塑料材料）的后面，很容易制成与周围环境相密封的键盘。
以起到防潮防水的作用。
3、面板图案随心所欲，按键大小、形状任意设计，字符、商标、透视窗等任意搭配，外型美观、时尚，不褪色、不变形、经久耐用。
从根本上解决了各种金属面板以及各种机械面板无法达到的效果。
其可靠性和美观设计随意性，能够直接取代现有普通面板（金属键盘、薄膜键盘、导电胶键盘），而且给您的产品倍增活力！
4、触摸按键板可提供UART、IIC、SPI等多种接口，满足各种产品接口需求。
二、原理概述
如图1所示在PCB上构建的电容器，电容式触摸感应按键实际上只是PCB上的一小块“覆铜焊盘”，触摸按键与周围的“地信号”构成一个感
应电容，当手指靠近电容上方区域时，它会干扰电场，从而引起电容相应变化。
根据这个电容量的变化，能够检测是否有人体接近或接触该触摸按键。
接地板一般放置在按键板的下方，用于屏蔽其它电子产品产生的干扰。
此类设计受PCB上的寄生电容和温度以及湿度等环境因素的影响，检测系统需持续监控和跟踪此变化并作出基准值调整。
基准电容值由特定结构的PCB产生，介质变化时，电容大小亦发生变化。
图1 PCB上构建开放式电容器示意图
三、方案实现
该系列电容式触摸按键方案，充分利用触摸按键芯片内的比较器特性，结合外部一个电容传感器，构造一个简单的振荡器，针对传感器上电容的变化，频率对应发生变化，然后利用内部的计时器来测量出该变化，
从而达到响应触摸功能的实现。
该芯片内部本身集成了电容式触摸传感模块，能够做到一个I/O口对应一个按键，外围电路简洁、无需外部组件的情况下即可经过片上振荡器和电容式触摸感应IO实现触摸按键接口；
1.8-3.6V宽电压工作范围，支持电池供电。
超低功耗触摸按键待机电流消耗可低至1uA、最大工作电流0.8mA;
MCU内部的数控振荡器(DCO)，可提供高达16MHz的频率，能在1uS 时间内激活并实现稳定工作。
MCU上电启动自动校准，生产、测试过程简单；
可支持按钮、滑块、滚轮以及近距离传感器；
适用于5mm以内的任何绝缘材料、如玻璃、陶瓷、塑料等；
灵敏度可调节，具有很高的调节性；
具有先进的防干扰措施，防止按键误动作，全自动补偿，不受环境温湿度影响。
通讯接口多样性：提供IIC、SPI、UART等接口。
图2 方案示意图
四、触摸按键原理图
图3 子机21键触摸按键方案原理图。