电容触摸按键芯片应用介绍

深圳芯邦科技股份有限公司 
Chipsbank 电容触摸按键 Demo 介绍
—施明刚
描述
CBM7011 是芯邦科技股份公司推出的电容式触摸按键控制器。该芯片主要用于家电、 消费电子、工控等领域的按键检测，具有灵敏度高、抗干扰能力强，防水防尘、高可靠性等 优点。可广泛替代传统机械式按钮。 CBM7011 采用自主研发的 8-Bit MCU 处理器，采用 I2C-slave/Host，UART 接口传输按 键信息。也可采用 I/O Mode 传输按键信息，更容易开发应用系统而不用解析通讯协议包。 电容式触摸传感器可直接制作在 PCB 板上，外围器件少、系统总成本优于传统按键方 案。自适应触摸板电容检测范围 1pF～40pF。并且提供多种封装形式。
CBM7011 全功能演示 Demo 介绍
为了更好的体现 CBM7011 控制芯片的软硬件性能，单独设计一款 Demo 板。该 Demo 板由 USB Device、 CBM7011、 SM1668 三款芯片以及相关外围器件构成， 其原理图详见图-1。 其中： CBM7011 是电容式触摸按键控制器； USB Device 用于 PC 与 CBM7011 的交互，PC 可以通过 USB 获取相关数据； SM1668 与 7011 连接，旨在获取 7011 的输出并通过 LED 显示。
SM1668
USB Device
CBM7011
Buzzer
图-1 7011 Demo 板流程图
CBM7011 Demo 样板见图-2，可见该 Demo 板由 4 个按键、1 个滑条、1 个圆环组成。 触摸按键的基本功能是检测是否有手指在触按。 如果手指比较靠近触摸按键， 当所测量 的电容变化超过预先设定的阀值， 就会检测到手指触摸的发生。 触摸按键可以被设计成各种
深圳芯邦科技股份有限公司 
联系电话：0755‐88835998 转 839 

深圳芯邦科技股份 深 份有限公司 司 
形状 状，例如方形 形、圆形、三角 角形或其他形 形状。Sensor 面积越大，灵敏度越大 r 大，但超过手 手指按 压范 范围的部分对 对增加灵敏度 度没有作用。以圆形为例， ，一般设计为 10mm~15m 的直径，符 为 mm
图- CBM7011 Demo 样板 -2
合人 人手指的大小 小。设计按键 键模型时，推荐使用圆形， ，感应效果更 更佳，见图-2 2。 触摸滑条的 的基本功能是 是用来检测手指在一维方向上的滑动位 位置。 触摸滑 滑动条的典型应用 之一 一是进行音量 量控制。 可以使 使用两种方法 法来实现触摸 摸滑动条： 触摸状态滑动 触 动条和比例计 计量滑 动条 条。 把方形触摸 摸按键按顺序 序紧密排列在一起，即可以 以设计成触摸 摸状态滑动条 条，见图-3。当检 测到 到某传感通道 道处于开启状 状态时， 就能确 确定手指在触 触摸滑动条上 上的位置。 滑 滑条传感器之间的 间隙 隙建议为 0.5m mm。两个相 相邻传感电极之间的间隙不 不要超过 0.7 75mm，这是 是为了确保当手指 正好 好位于间隙内 内时，两个通道 道都能够同时 时开启。触摸 摸状态滑条的 的优点是设计 计简单，在噪声环 境下 下有较高的稳 稳定性。然而，如果需要更 更高的分辨率 率，该方法则 则会因为需要 要过多传感器 器通道 而无 无法实现。
S1 1
S2
S3 S
S S4
1
2
3
4
5
6
7
图-3 图 触摸状态滑条 态 另一种方法 法是使用比例 例计量滑条，见 见图-2。该方 方法不是通过 过检测每个传 传感通道上的触摸 状态 态来实现， 设计根据每个 而 个传感器通道 道所测得的确 确定电容变化 化来确定手指 指的位置。 测得 当 传感 感通道的确切 切电容变化后 通过进行比 后， 比例计算来确 确定手指的确 确切位置。 上 上述位置中的手指 触摸 摸会导致三个 个传感通道点 点击的电容增加。 由于手指 指覆盖面积的 的不同， 个传感器所增加的 每个 电容 容值也不相同 同。然后，对传 传感器的原始 始电容数据进 进行处理，就 就可以获得手 手指在滑条上 上的绝 对位 位置。传感通 通道的数量视 视机型结构确定。
CBM7011 演示 De 应用 1 emo
为了用户更 更好的体验 CBM7011 性能 能，Demo 板支持两种形式演示：PC 版、脱机版 板 C 版。通 过 L 开关进行 PC 板和脱机 Demo 的 Led 行 机版 的选择。 PC 版演示 D Demo 通过 U 连接到 P 上， USB PC 打开 Demo 软件 D D Demo7011_D.exe， 点击开始，
深圳芯邦科技股份 深 份有限公司 司 
联系 系电话：0755 5‐88835998 转 839 

深圳芯邦科技股份有限公司 
如图-4 所示。该软件具有如下特色功能： 软件可以动态、实时、形象的反应用户在 Demo 板上的操作； Demo 板中滑条支持的分辨率为 40， 而由 4 个 sensor 组成的圆环分辨率可达到 60。 在用户体验圆环、滑条时，软件还可以在相应位置显示出当前的坐标值； 在软件的右侧提供了通过 I2c 读取的芯片中触发按键、圆环、滑条等信息； 软件提供了数据更新时间、 界面更新时间的设置， 用户可以根据实际体验效果进行 设置，默认均为 5ms；
图-4 Demo 板 PC 软件
脱机版演示 Demo 可以在直接外部供电，不使用 PC 软件时，脱机演示 demo。为了提 供用户更好的 demo 体验， 在使用脱机版演示 demo 中， 我们加入了 SM1668 芯片， CBM7011 中内嵌 SM1668 驱动代码，通过点亮数码管来显示当前触发键值、坐标值，其中 H 代表按 键，C 代表圆环，S 代表滑条，详见图-6。
深圳芯邦科技股份有限公司 
联系电话：0755‐88835998 转 839