触摸IC

触摸芯片应用的要点

感应系统的组成：

除芯片以外，主要组成部分包括：绝缘的面板，按键感应盘和连接线。使用者的手指接触面板的敏感区域可以触发按键；面板敏感区域的背后是按键感应盘；连接线把感应电极和芯片连接起来。

面板的选择：

面板必须选用绝缘材料，可以是玻璃、聚苯乙烯、聚氯乙烯（pvc）、尼龙、树脂玻璃等。在生产过程中，要保持面板的材质和厚度不变，面板的表面喷涂必须使用绝缘的油漆。在电极不变的情况下，面板的厚度和材质决定灵敏度。比如，3.2mm厚的尼龙（Nylon）相当于2.8mm厚的树脂玻璃(Plexi glas)。通常，在厚度、面积相同的情况下，介电常数越大，灵敏度越高。但是在正常应用中，我们推荐使用介电常数适中的材质，比如树脂玻璃等。介电常数过小，会导致灵敏度差；介电常数过大，发生误动作的几率会变大。

材料 介电常数

Air 1.0

Common Glass 7.6-8.0

Mylar 3.0-3.2

Plexiglas 2.8

Nylon 3.2

ABS 3.8-4.5

按键感应盘的选择：

按键感应盘材料：根据应用场合可以选择PCB铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、导电橡胶、导电玻璃的ITO层等。不管使用什么材料，按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙。

按键感应盘形状：原则上可以做成任意形状，中间可留孔或镂空。我们推荐做成边缘圆滑的形状，如圆形或六角形，可以避免尖端放电效应。

按键感应盘面积大小：最小4mmX4mm, 最大30mmX30mm。实际面积大小根据灵敏度的需求而定，面积大小和灵敏度成正比。一般来说，按键感应盘的直径要大于面板厚度的4倍，并且增大电极的尺寸，可以提高信噪比。各个感应盘的形状、面积应该相同，以保证灵敏度一致。

按键感应盘之间的距离：各个感应盘间的距离要尽可能的大一些（大于5mm），这样可以减少它们形成的电场之间的相互干扰。当用PCB铜箔做感应盘时，若感应盘间距离较近（5MM～10MM），感应盘必须用铺地隔离，如图（1）所示。如果各个感应盘距离较远，也应该尽可能的铺地隔离。

图（1）：感应盘由铺地隔开

按键感应盘与IC触摸端口的连接：通常有3种方式。

1：使用带弹簧的感应盘，将感应盘顶在面板上。

2：使用导电橡胶或导电棉，导电棉或导电橡胶顶端作为感应盘紧贴在面板上。

3：将感应盘用双面胶紧密粘在面板上。

CIN电容的选择：CIN电容可用普通的贴片电容。推荐使用误差小于10%或精度更高的电容。电容精度越高，系统的一致性越好。

灵敏度的设定：灵敏度与外接CIN电容的大小成反比；与面板的厚度成反比；与按键感应盘的大小成正比。

CIN电容的选择：CIN电容可在0PF～50PF选择。电容越小，灵敏度越高，但是抗干扰能力越差。电容越大，灵敏度越低，但是抗干扰能力越强。通常，我们推荐5PF～20PF。

面板厚度的选择：通常在0～15MM。

按键感应盘的大小：最小4mmX4mm, 最大30mmX30mm。增大感应盘的面积，不但能增大灵敏度，还能提高抗干扰能力，所以在可能的情况下，尽量加大感应盘的面积。

PCB布局的设计：

（1）：CIN电容尽量靠近IC放置，各个通道的CIN电容必须用铺地隔离。感应盘也要尽量靠近IC,这样感应盘到IC的连线就会最短。如图（2）所示

图（2）

（2）：布局时应尽量保证触摸IC到感应盘的距离基本平衡。合理的布局如图（3）所示，不合理的布局如图（4）所示。

图（3）：合理的布局

图（4）：不合理的布局

（3）感应盘到触摸芯片的连线尽量短和细，如果PCB工艺允许尽量采用5MIL的线宽。

（4）感应盘到触摸IC的连线不要跨越其他信号线。尤其不能跨越强干扰、高频的信号线。

（5）感应盘到触摸IC的连线周围0.5MM不要走其他信号线。

（6）如果使用哪个PCB板上的铜箔图案做触摸感应盘，尽量使用双面PCB，触摸芯片和感应盘到IC 引脚的连线应放在感应盘铜箔的背面（BOTTOM）。感应盘应紧贴触摸面板。

（7）铺地 ：触摸IC及其相关的外围电路要用45°网格铺地，网格中铜的面积大概应该占总面积的60%。连线周围20MIL不能铺地。感应盘和铺地至少要有1.5mm的距离。感应盘正对的背面不允许铺地，也不允许有任何大面积的铜箔和其他信号线。

TOP BOTTOM

图（5）：感应盘铺地实例

电源的要求：

触摸IC测量的是电容的微小变化，要求电源的纹波和噪声要小，要注意避免由电源串入的外界强干扰。尤其时应用于电磁炉、微波炉时，必须能有效隔离外部干扰及电压突变，因此要求电源由较高稳定度。建议采用如图（1）所示7805组成的稳压电路：

图（6）

7805及外围器件与触摸IC必须放置在同一电路板上，并集中放置，7805组件必须紧靠触摸IC VDD 管脚，杜绝电源线过长带来噪声。

在PCB排版时，如果环境较恶劣，建议预留图（6）中电感T1焊盘，应对电磁炉等高噪声的干扰。在普通的应用中，可以不需要此电感。

如果用户直接使用主机的5V电源，需要在触摸IC电源前加如图（2）所示的滤波电路。

图（7）

同样，在PCB排版时，如果环境较恶劣，建议预留图（7）电感T1、T2、RL焊盘，应对电磁炉等高噪声的干扰。在普通的应用中，可以不用加T1、T2、RL。

在环境较恶劣时，触摸IC部分最好单独供电。以上图（6）、图（7）两个电路是专门给触摸IC及其组件提供电源的，不要接其他负载。LED灯、其他IC的负载需要另外的电源供应。 电容在PCB版上的排列顺序请按原理图标明的顺序，不要随意排列。触摸IC部分的地与系统中其他电路中的地请分开用星型连接法。

其它要点：

（1）PCB板的清洁：残留的助焊剂和污物，在恶劣的温度和湿度环境下会严重影响芯片工作的稳定性。

（2）ST02（旧版）、ST04（旧版）、ST08应用的时候，RB端接电阻到地，提供内部工作基准电流源。较小的电阻值可以提高内部工作频率，并且可以增加芯片的抗干扰能力。为了提高RB端口电压的稳定性，可以加一个到vdd的电容，电容值推荐1nf-10nf。Cin管脚的工作频率，最好和MCU的工作频率和电源频率有较大的不同。Cin的工作频率是由RB电阻值和Cin电容值，以及感应电极和GND之间的寄生电容值决定。Cin的工作频率可以用示波器直接观察（观察时，Cin和示波器探针之间可以用薄的绝缘物体隔离）。另外，当芯片暴露在高频干扰的环境下，在cin端口串联一个200左右的电阻是必须的。

（3）ST04C如果PCB不合理，比如触摸PAD间距离较近、触摸PAD间没有用铺地隔离等，极少数芯片上电后会有闪烁现象，上电过后几秒内恢复正常，这是因为上电时通道间相互干扰所致（通道0，1属于一个工作组，通道2，3属于另一个工作组。同一组中的通道不会相互干扰。）。应对办法就是触摸PAD间距离要大于5MM，并且触摸PAD间要用铺地隔离。如果因为种种原因做不到以上两点，还可以用的办法是CIN0、CIN1上的电容值要和CIN2、CIN3上的电容值要差5PF（这个电容值是CIN端的总电容值，包括寄生电容）。比如CIN0、CIN1接10PF,CIN2、CIN3接15PF。

（4）没有用到的通道，相应的CIN和OUT悬空即可。