Silicon Labs電容觸摸感應(yīng)MCU的工作原理與基本特征

　　利用此電容采集轉(zhuǎn)換功能，可用在電容觸摸屏或者觸摸按鍵上。比如，電容式觸摸屏的應(yīng)用(圖3所示)。一般自容式電容觸摸屏主要包括一層表面玻璃層，中間兩層行列交叉的ITO層(行列層之間間沒(méi)有短接)，以及GND底層。每一行和列分別與MCU的采集輸入通道直接相連，當(dāng)手指觸摸到電容屏的表面玻璃層時(shí)，會(huì)引起某一行或列的ITO 塊的對(duì)地電容(如圖4)值變大，從而通過(guò)電容采樣以及特定的算法確定電容值發(fā)生一定變化的點(diǎn)(觸摸點(diǎn))的位置(X,Y),最后將觸摸點(diǎn)的位置上傳給主處理器實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)操作功能。

　　目前Silicon Labs 的C8051F7XX觸摸屏功能主要是單點(diǎn)觸摸，但通過(guò)軟件算法可以實(shí)現(xiàn)兩點(diǎn)的手勢(shì)識(shí)別，比如縮放、旋轉(zhuǎn)等，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)水滴識(shí)別以及濕的手指觸摸正常劃線(xiàn)功能。

　　而觸摸按鍵的電容采樣原理一樣，只是每個(gè)采集輸入通道連接一個(gè)觸摸按鍵，MCU可以直接確定某個(gè)按鍵被觸摸然后進(jìn)行相應(yīng)功能的實(shí)現(xiàn)，算法處理相對(duì)簡(jiǎn)單。

　　圖3

　　三、Silicon Labs觸摸系列 MCU的優(yōu)勢(shì)及特點(diǎn)

　　1. 高信噪比

　　電容傳感器模塊是先通過(guò)釋放外部電容的電量，然后再計(jì)算出其充電速度來(lái)確定變化的電容值的。所以在每次的測(cè)量之前必須徹底地釋放掉電容遺留的電量才能保證更準(zhǔn)確的測(cè)量。

　　外部電容的放電是否徹底直接影響到抗噪性能，一般的MCU都是通過(guò)一個(gè)電阻接地來(lái)放電的，而Silicon Labs的MCU是在每一位的轉(zhuǎn)換之前進(jìn)行兩級(jí)的電容重置放電：首先通過(guò)連接一個(gè)小阻值的電阻接地進(jìn)行第一級(jí)的放電，釋放了絕大部分的電容殘余電量，然后轉(zhuǎn)向第二級(jí)的重置釋放，與一個(gè)高阻值的電阻串聯(lián)接地，徹底消除可能由于第一級(jí)重置釋放結(jié)束時(shí)產(chǎn)生的噪聲能量。通過(guò)兩級(jí)的電容重置釋放可以充分地消除環(huán)境噪聲的影響，從而大大提高轉(zhuǎn)換的信噪比。