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志诚科莱帝大课堂:低成本电容式触摸感应设计2

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人气:-发表时间:2016-01-31 20:13【

电容式触摸感应解决方案可通过利用基于电压变化的技术来有效实现,如:通过使用单片机的片上充电时间测量单元(CTMU)外设来实现;或者通过采用电压分压器(CVD)技术来实现,该项技术采用了模数转换器(ADC)而无需用到任何专用的电容式触摸感应外设。

  1. 利用CTMU外设实现电容式触摸感应

  CTMU外设是一个灵活的模拟模块,它可与一个ADC结合使用来精确测量电容。它包含一个与此ADC通道相连的恒流源,如图2所示。CTMU使用恒流源来计算电容的变化和不同事件间的时间差。


  图2:CTMU模块结构框图。

  与CVD相比,CTMU可提供更快的响应速度,因为它具有多个不同的电流源范围,这将有助于以更快的速度为模拟通道充电,从而改善电容式触摸感应系统的响应时间。

  CTMU外设用于电容式触摸感应应用是利用公式I×T=C×V实现的。其中:I是CTMU的恒流源,T是CTMU为电容式触摸感应器充电的固定周期,C是电容式触摸感应器的电容,V是电容式触摸感应器电压(通过ADC读取)。

  将该公式重新整理成C=(I×T)/V的形式,便可通过观察电压变化来检测电容的相对变化。根据前面的公式,下面给出了检测触摸过程所涉及的各个步骤:将电容式触摸感应器(作为一个电容)连接到一个与CTMU外设和ADC多路复用的通道;最初,恒流源在一段固定的时间周期(T)内为触摸感应器充电,且传感器上的电压(V)通过ADC测出,如图3所示;只要因触摸感应器焊盘而产生的电容不发生变化,在连续多次测量电荷的过程中,电压就不会发生变化。


  图3:CTMU的充放电波形。

  CTMU外设中存在的恒流源,结合多通道ADC,为与电容式触摸感应器接口提供了有效的平台。将CTMU外设直接连接到ADC的输入端,使其可通过模拟多路开关连接到任何引脚。借助这种配置,单个CTMU外设可测量的传感器个数将等于ADC通道数。

  与电流源相关的微调位方便了校准,由此便可应对外部干扰和传输损耗。

转载自中国触摸屏网