触摸感应按键介绍PPT课件

1、1目目录录 触摸式按键分类触摸式按键分类1 电容式感应系统的组成电容式感应系统的组成2 电容式感应按键的原理电容式感应按键的原理3 电容式触摸感应技术的发展电容式触摸感应技术的发展4 电容式感应按键的电路分析电容式感应按键的电路分析5 电容式感应按键的验证电容式感应按键的验证6 其它注意事项其它注意事项7第1页/共13页2 触摸式按键分类触摸式按键分类1 触摸式按键可分为两大类：电阻式触摸按键与电容式感应按键，即滑动式按键和点 触式按键。 1.电阻式电阻式触摸触摸按键按键 电阻式的触摸按键原理非常类似于触摸屏技术，需要由多块导电薄膜上面按照按键的 位置印制成的，因此这种按键需要在设备表面贴一张

2、触摸薄膜。电阻式触摸屏一直由于其 低廉的价格而深受厂商的喜爱，但是由于导电薄膜的耐用性较低，并且也会降低透光性， 因此已经被越来越多的厂家所抛弃。 2.电容式电容式感应感应按键按键 电容式触摸按键主要是为了克服电阻屏的耐用性所提出的，电容式触摸按键的结构与 电阻式的相似，但是其采用电容量为判断标准。简单来说，就是一个IC控制的电路，该电 路包括一个能放置在任何介质面板后的简单阻性环形电极组件，因此，按键的操作界面可 以是一整块普通绝缘体（如有机玻璃一般材料都可），不需要在界面上挖孔，按键在介质 下面，人手接近界面和下面的电极片形成电容，靠侦测电容量的变化来感应。 温度，静 电，水，灰尘等外界因

3、素一般不会影响，界面没有太多要求，可以加上背光，音效等，靠 人手感应，整个界面没有按键的存在，便于清洁，让产品在外观上更加高档美观，由于按 键没有接点，使用寿命也是非常的长。第2页/共13页3 电容式感应系统的组成电容式感应系统的组成2 除芯片以外，主要组成部分包括：绝缘的面板，导电的电极和连接线组成。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感应电极（可以是导电棉或弹簧或PCB的焊盘）；连接线把感应电极和芯片连接起来。第3页/共13页4 电容式感应按键的原理电容式感应按键的原理3 电容感应原理是利用人体的感应电容来检测是否有手指存在，在没有手指按下时，按键上由于分布电容

4、的存在，因此按键对地存在一定的静态电容，当人的手指按下或者接近按键时，人体的寄生电容将耦合到这个静态电容上，使按键的最终电容值变大，该变化的电容信号再输入到单片机进行信号转换，将变化的电容量转换成某种电信号的变化量，再由一定的算法来检测和判断这个变化量的程度，当这个变化量超过一定的域值时就认为手指按下。第4页/共13页5 电容式感应按键的原理电容式感应按键的原理3 在电路上任意两个相邻的板极之间形成一个等效电容，因此在电容感应的应用中就人为的创造这样的两个电极，以此来获取一个等效电容。上图是一个电容感应应用的演示板，一共有七个长方形的金属铜箔，金属铜箔的周围是铺地的，这样金属铜箔与地之间就形成

5、一个等效电容。而每个金属铜箔是通过导线连接到感应芯片IO口上去的，因此每个IO口对地获得一个等效的静态电容。这些金属铜箔在实际应用中就作为物理按键，用来感应外界电容的变化。如下面的示意图，在没有手指按下时，各按键对地有一个等效的静态电容，当有手指按下时，人体电容就叠加到按键上，使按键对地的电容增加，这样获得的电容Cp再输入到芯片种进行处理。第5页/共13页6 电容式触摸感应技术的发展电容式触摸感应技术的发展4 近年来，电容式触摸感应界面技术因其操作面板的密封、坚固、无磨损便于发挥美学创意设计等独特的优点而越来越多地被电器设备厂商所采用，触摸感应界面取代机械按键界面已经形成一种时尚潮流。新一代电

6、容触摸感应式技术目前已经被广泛的应用于手机、VCD、便携式DVD、电磁炉、抽油烟机、洗衣机，微波炉、咖啡机、电子称、MP3、MP4、DPF数码相框、CAR DVD、多媒体音箱、ipod音箱、液晶电视LCD TV、液晶显示器LCD Monitor、电话等产品，触摸技术在监控产品市场也有很好的发展前景。说电器厂商把导入触摸感应技术获得新颖卖点，增加利润的法宝一点也不为过，然而大胆采用这项技术的厂商却是几家欢乐几家愁，产品卖出去后，因操作按键“失灵”和“乱动”而遭到退货。索赔的厂家不在少数，厂家中参与芯片选型和开发的人员因此遭到处罚甚至被解雇的也大有人在。有的厂商因此彻底放弃了使用这项技术，有的设计

7、人员也谈触摸而色变。这一切都归咎于这项从原理上看似乎非常简单的新技术在实际应用中，却缺乏一套完整的设计标准和评估方法，一些技术远不成熟触摸感应芯片厂商的产品以低价充斥市场，设计人员只知价位而无法判断触摸芯片的品质优劣。第6页/共13页7 电容式感应按键的电路分析电容式感应按键的电路分析5第7页/共13页8 电容式感应按键的电路分析电容式感应按键的电路分析5如上图所视的按键板电路图，大致实现此感应按键方案过程如下：1.触摸感应按键（铜箔）：电路图上T02、T03、T04、T05对应的就是按键板上的感应点（铜箔），感应出手指的电容后通过连接线传送到感应芯片U001的IO接口。2.感应芯片U001：

8、此颗IC有8个IO口，是个可编程逻辑器件，IO口可进行编程控制，每一个按键的灵敏度可单独调整 。变化电容量经过相应的算法转换成其他电信号，经过U001处理之后通过I2C总线传输到主板上Scaler IC，由其发出相应的控制指令，进而实现按键对OSD的控制和调节。第8页/共13页9 电容式感应按键的验证电容式感应按键的验证6功能性检验功能性检验 针对此种电容感应式按键，功能性方面的检验如同以前的机械式按键，就是看触摸各按键验证OSD菜单的过程中是否都能够准确无误的实现各种操作。这里要注意的是按键反应要适度灵敏，不可反应迟钝或者过度灵敏（按一下触发两下）。电气检验电气检验 主要是Derating和

9、精密测试要增加对此按键板的评估。 Derating测试中要增加对感应IC的测试，以IC Spec判定，精密测试要评估按键板供电电压，保证电压稳定，不能有大的波动。第9页/共13页10 电容式感应按键的验证电容式感应按键的验证6可靠性验证可靠性验证 1.1.保证温度变化的情况下触摸按键的性能稳定保证温度变化的情况下触摸按键的性能稳定 触摸按键设计好后必须通过-20度到+80的高低温测试，如果要求更严格严格， 还必须进行40+85的高低温测试。实际操作上我们可以将机器丢进Chamber断电 状态下， -20条件下存储24 小时后，从Chamber中取出立即通电进行触摸操作，要求 按键反应速度和灵敏

10、度与常温下的表现基本一致，然后再丢进Chamber做+80的高温存 储试验， 24 小时后取出检验是否正常。2.2.保证潮湿的情况下触摸按键的性能稳定保证潮湿的情况下触摸按键的性能稳定 触摸按键长期处在潮湿的环境中，工作过程中要求反应准确，反应速度和灵敏度无 异常。在我们实际操作中，可以用现在Chamber中的湿度测试进行评估，做完高湿测试后 要将机器拿出检验一下按键，按键反应速度和灵敏度要与常温下的表现基本一致。3.3.保证在强电磁干扰下稳定工作保证在强电磁干扰下稳定工作 触摸感应按键能够对抗GSM手机和大功率对讲机的电磁干扰是最起码的要 求。如果 触摸感应按键不能有效抵御这两种常用通讯工具

11、的射频干扰，将会给产品埋下严重的质 量隐患和安全隐患。实际操作中：将GSM手机贴近触摸感应按键进行拨打或接听电话，以 及大功率对讲机贴近按键进行对讲操作的同时，按键无自发动作，操作触摸按键时，按 键反应速度和灵敏度正常。 第10页/共13页11 其它注意事项其它注意事项71.推荐用双面PCB，从触摸点（铜箔）到IC管脚的连线应该尽量走在触摸点的另外一面。 同时连线应该尽量走细，不要绕太远。2. 在PCB上，从触摸点到IC管脚的连线长度尽量不差太远，同时应该尽量避免连线之间的 耦合电容，也要避免与其他跳变信号线有耦合电容。3. 灵敏度与触摸面积、外壳厚度有关。需要选择合适的触摸面积和外壳厚度。4. 触摸点与触摸点之间应该留有足够的间距，以保证手指头触摸时不覆盖到2个触摸点。触 摸点与触摸点之间用地线隔离，防止触摸点与触摸点相互感应。5. 触摸点灵敏度与触摸点与地的初始电容有很大关系，初始电容越大灵敏度越低。因此触 摸点的背面铺地会降低灵敏度，但同时会抑制干扰，建议在能够保证灵敏度的情况下， 触摸点背面尽量铺地。同样触摸点的周围