無論是移動電(diàn)話(huà)和(hé)PDA等便攜式消費電(diàn)子産品，還(hái)是汽車(chē)、廚房(fáng)電(diàn)器(qì)、醫(yī)療設備以及工業和(hé)商業感測應用，基于直觀式電(diàn)容性觸摸技(jì)術(shù)的解決方案都是這些(xiē)領域的首選人(rén)機界面。穩健可(kě)靠的電(diàn)容性觸摸解決方案正在取代傳統的電(diàn)阻性滑塊、機械按鍵和(hé)旋轉控制(zhì)裝置。

基于電(diàn)荷轉移的電(diàn)容性觸摸捕獲技(jì)術(shù)

基于“電(diàn)荷轉移”的電(diàn)容性觸摸捕獲可(kě)采用下列兩種方法來(lái)實現。

第一種方案是将一個(gè)電(diàn)容未知的感測電(diàn)極充電(diàn)至已知電(diàn)勢。該電(diàn)極通(tōng)常是PCB闆上(shàng)的一塊銅區(qū)域。最終電(diàn)荷會(huì)被轉移到一個(gè)測量電(diàn)路。在完成一個(gè)或多(duō)個(gè)“充電(diàn)與轉移”周期後對電(diàn)荷進行(xíng)測量，可(kě)以确定感測闆的電(diàn)容。把手指放在觸摸表面會(huì)産生(shēng)外部電(diàn)容，因而影(yǐng)響接觸點的電(diàn)荷流。這就是一個(gè)觸摸操作(zuò)。

第二種方案采用了一對感測電(diàn)極：一個(gè)是發射電(diàn)極，由邏輯脈沖電(diàn)荷以間(jiān)歇模式來(lái)驅動；另一個(gè)是接收電(diàn)極，經由覆蓋闆電(diàn)介質與發射極耦合。當手指觸摸覆蓋闆時(shí)，場(chǎng)耦合減小(xiǎo)，觸摸因此被檢測到。這種驅動、接收和(hé)處理(lǐ)邏輯被內(nèi)置在微控制(zhì)器(qì)(MCU)中，故隻需極少(shǎo)的外部組件。

兩種方案都有(yǒu)其獨特的優勢，分别适合特定的應用。

觸摸功能

       來(lái)自基于“電(diàn)荷轉移”的電(diàn)容性觸摸捕獲方案的觸摸功能可(kě)以分為(wèi)觸摸屏、觸摸按鍵、滑塊和(hé)滑輪。

       觸摸屏功能支持無限次數(shù)的觸摸，極大(dà)地改善了用戶體(tǐ)驗，并改變了用戶與電(diàn)子産品的交互方式。內(nèi)置的手勢以及能夠忽略無意識操作(zuò)使得(de)用戶界面既直觀又可(kě)靠。觸摸屏能夠識别手寫筆、指甲和(hé)手套的觸摸，為(wèi)手持設備提供了簡便的文本輸入方式。

       觸摸按鍵、滑塊和(hé)滑輪一般适用于單個(gè)用戶觸摸，并采用算(suàn)法來(lái)确定觸摸狀态和(hé)位置，它與信号強度無關，這一特性使得(de)觸摸檢測精确可(kě)靠。觸摸按鍵、滑塊和(hé)滑 輪 功能可(kě)以兩種方式集成在産品設計(jì)中：固定功能器(qì)件方案；MCU觸摸軟件庫(Touch library)方案。

       開(kāi)發人(rén)員按不同産品設計(jì)的具體(tǐ)要求來(lái)選擇所需的觸摸功能和(hé)解決方案。

       觸摸按鍵、滑塊和(hé)滑輪的典型使用環境見表1。

       典型的電(diàn)容性觸摸傳感器(qì)通(tōng)過各個(gè)通(tōng)道(dào)連接至MCU。圖3所示為(wèi)使用一個(gè)通(tōng)道(dào)的接近按鍵傳感器(qì)、使用一個(gè)通(tōng)道(dào)的觸摸按鍵傳感器(qì)和(hé)使用一組三個(gè)通(tōng)道(dào)的滑塊/滑輪傳感器(qì)。MCU端口引腳可(kě)用作(zuò)觸摸傳感器(qì)通(tōng)道(dào)引腳。

固定功能器(qì)件方案

       目前市場(chǎng)上(shàng)提供的解決方案之一是固定功能觸摸器(qì)件，所謂“固定功能”是指一組隻用于處理(lǐ)觸摸傳感器(qì)的器(qì)件。因此，固定功能器(qì)件就是一種專用的觸摸微控制(zhì)器(qì)解決方案。固定功能觸摸器(qì)件可(kě)提供單通(tōng)道(dào)或多(duō)通(tōng)道(dào)支持，其觸摸傳感器(qì)排列通(tōng)常是按照用作(zuò)按鍵、滑塊、滑輪還(hái)是這些(xiē)功能的固定組合而預先配置好的。

       固定功能器(qì)件一般會(huì)利用串行(xíng)接口來(lái)向主微控制(zhì)器(qì)更新觸摸狀态信息，該接口通(tōng)常是一個(gè)I2C兼容接口。或是采用SPI、USART和(hé)位觸發(bit banging)等其它接口技(jì)術(shù)。固定功能器(qì)件的觸摸狀态報告往往包括接近按鍵或觸摸按鍵的開(kāi)關(ON/OFF)狀态，滑塊的線性觸摸定位值，以及滑輪的觸摸角度定位值。

       此外，固定功能觸摸器(qì)件還(hái)具有(yǒu)一項額外的功能，即器(qì)件引腳上(shàng)可(kě)輸出頻閃和(hé)脈沖來(lái)顯示某種結果，而無需采用串行(xíng)接口。這意味着按鍵的開(kāi)關狀态或滑塊、滑輪的位置信息并非固定功能觸摸器(qì)件唯一的輸出信息。而對這些(xiē)數(shù)據進行(xíng)二級處理(lǐ)而獲得(de)的二級數(shù)據輸出，可(kě)以滿足應用的需求。例如，在電(diàn)器(qì)的功率控制(zhì)中，觸摸按鍵狀态信息可(kě)以轉換為(wèi)一個(gè)經過編程的自動關斷延時(shí)，以觸發脈沖的形式輸出到器(qì)件的某個(gè)引腳上(shàng)，最後關斷電(diàn)器(qì)。

        固定功能器(qì)件的特性如下：是可(kě)用的電(diàn)容性觸摸解決方案；固定功能微控制(zhì)器(qì)可(kě)帶有(yǒu)在出廠已編程的固件；相比微控制(zhì)器(qì)觸摸軟件庫方案，把固定功能方案集成到産品設計(jì)中所需的工作(zuò)量比較小(xiǎo)；輸出接口和(hé)傳感器(qì)排列方面的用戶可(kě)配置性有(yǒu)限；因為(wèi)是由主微控制(zhì)器(qì)完成主要的應用任務，而加入固定功能觸摸器(qì)件旨在增加電(diàn)容性觸摸支持，所以這種方案需要在設計(jì)中加入額外的微控制(zhì)器(qì)。