按键原理与静电相关

按键原理与静电相关主讲人：张福军一、按键原理二、按键灯电路三、GPIO原理四、静电原理目录MT6236内部集成了8行、8列矩阵式键盘扫描控制器，而且能够同时检测多个按键动作。基带内部的框图如下：一、按键原理矩阵式键盘的原理可参考右图。待机时，所有行线输出低电平，列线由上拉电阻拉高为高电平。当没有键按下时，所有的列线都是高电平；而一旦有键按下（行、列短路）时，列线就会被拉低，CPU通过内部中断检测到有键按下，则开始进行键盘扫描动作。假设我们将2键按下，KCOL1将变为低电平，但是由于KCOL1所在列的任何一个键按下都能使KCOL1被拉低，我们需要确定是哪一行有键按下。因此需要在行线输出扫描信号，依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平时，其它线为高电平。在确定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是闭合的按键。我们一般将有扫描信号的一端称为输出口，另一端称为输入口。①按键锅仔片设计时要求“外低内高”，因此需要把行线作为外圈，列线作为内圈。②按键在天线净空区下方时需要串电感。按键应用注意事项：按键灯电路呼吸灯电路二、按键灯电路三极管实现使用NPN三极管，注意VBAT阳极串接10Ω以上的限流电阻。系统恒流源实现注意驱动电流控制和阳极串接限流电阻。保证最大电流不超过10mA。按键灯电路AW2013支持3路单色LED或1组RGB驱动。LED采用共阳极恒流源模式，并支持PWM亮度调节。每路LED输出最大电流为15mA，通过寄存器配置4级可调。LED控制支持PWM直接控制和一次编程模式，可轻松实现呼吸效果，在一次编程模式下，用户可灵活设置呼吸的时间参数、亮度和呼吸次数，实现丰富/差异化的视觉效果。

呼吸灯控制原理

呼吸灯控制ICMTK平台的PMU集成了多路电流源ISINK，每路均可独立控制，在驱动代码中有三种模式，分别是寄存器模式，PWM模式和呼吸灯模式。呼吸灯控制原理

系统自带ISINKGPIO：GeneralPurposeInputOutput通用输入/输出下图是GPIO内部的示意图：三、GPIO原理ESD原理、条件及特点静电放电实验配置介绍静电测试方法以及判断标准手机ESD设计四、静电原理术语及定义静电：物体表面过剩或不足的静止的电荷.不同物质的接触、分离或相互摩擦，即可产生静电ESD：ElectrostaticDischarge，即“静电放电”的意思两个具有不同静电电位的物体，由于直接接触或静电场感应引起两物体间的静电电荷的转移。静电电场的能量达到一定程度后，击穿其间介质而进行放电的现象静电敏感度：元器件所能承受的静电放电电压静电敏感器件(ESDS)：对静电放电敏感的器件接地：电气连接到能供给或接受大量电荷的物体，如大地等.ESD原理、条件及特点１．静电是一种电能，它保留在物体表面，是正电荷与负电荷在局部范内失去平衡的结果．静电可有多种方法产生，如物体间的摩擦，电场感应，介质极化，带电颗粒粘附等等2.静电放电的条件是：首先有静电存在，其次要有一定的途径．也就是说当带电的物体与一些导体等接触时或靠近时，电荷会找到一条途径突然释放掉，我们习惯叫静电放电3.静电放电的特点:高电位,强电场,瞬态大电流,宽带电磁骚扰.

4.ESD对手机的影响：静电场的强度取决于充电物体上的电荷数量及它与其它物体之间的距离。人体上的瞬间静电会达到8～10kV，有时达到

12～15kV。静电放电时，人体与手机之间的能量会转移到集成电路内部，在强电场的作用下，芯片会被击穿，产生较大的电流，将手机内的电子元件烧毁。静电放电实验配置介绍实验室放电试验的配置（一） 实验室地板上要有一块最小厚度为0.25mm的铜材或铝材构成的参考接地板（如用其它金属板材,其厚度至少为0.65mm）。它的最小面积为1。但实际尺寸要取决于被试设备的外形尺寸，它在每一边上至少要超出被试设备或试验桌上水平耦合板0.5m，同时还要使它与保护接地系统相连。 被试设备要根据它的工作情况来连接，但被试设备与实验室的墙壁和其它金属物体之间至少要离开1m。用于间接放电的耦合板其材料与厚度应和接地板是一致的，并通过每一端上均带有470kΩ电阻的电缆与参考接地板相连接，这些电阻要经得起放电电压，同时当电缆在接地板上的时候也不会引起短路。接地板要保护接地，如果不可能时，可直接接到被测设备的参考接地端子上。测试仪的放电返回电缆接到靠近被试设备的参考接地板上。如果被试设备是放在金属桌上，那么这张桌子要经过每一端都带有470kΩ电阻的电缆再接到参考接地板上，以防止电荷的积累。实验室试验条件 如果是气隙放电,则气候条件应在下例范围内： 环境温度：15℃～35℃

相对湿度：30％～60％ 大气压力：68～106KPa

此外，实验室中的电磁环境应不影响测试结果。实验室放电试验的配置（二）静电放电试验方式静电放电试验有两种方式：一种是直接放电，其中包括接触放电和空气（气隙）放电。另一种是间接放电，其中包括水平藕合放电和垂直藕合放电。对被试设备的直接放电

试验应在正常操作时，操作人员可能触摸到被试设备表面上的点和面进行。试验电压由小到大逐渐增加，最后增至所选定的严酷度等级。测试时采用单次放电。每点10次，每次放电后要间隔1秒后再做另一次放电。有时为了确定系统是否出错，间隔时间取得稍长一点。对用于研究为目的的试验，有时可以将放电速率用到每秒20次。放电中，放电枪要垂直于放电表面，这有助于提高测试结果的再现性。对被试设备的间接放电

对在被试设备附近的物体的静电放电，可以用测试仪向耦合板的接触放电来模拟。耦合板与被试设备的每一面(包括前、后、左、右和下方、共五个面)都是平行放置的，间隔为0.1m。在每一面上用最敏感的极性至少放电10次。另外，规定垂直耦合板的尺寸为0.5×0.5m2。直接/间接放电接触/空气放电接触放电 放电电极应该直接与被试设备接触。如果在设备表面有涂层，而且制造厂也没有说明这是绝缘层，那么放电可以透过涂层与导电基板放电。如果制造厂已说明这是绝缘层的，则在该表层应采用气隙放电，而不能使用接触放电。空气放电

放电电极的尖端要靠近被试设备表面来进行放电。每次放电后，放电电极要从被试设备上移开，然后才能再进行一次单次放电，直到规定的放电次数结束。放电方式以及频次对导电表面采用直接接触放电方式,对耦合平面采用间接接触放电方式,对缝隙及绝缘表面采用空气式放电方式采用单次放电方式,相邻两次放电的时间间隔至少1S如果没有合适的直接接触测试点,则可以最敏感的极性全部采用间接放电的方式实施放电在采用空气室放电的测试点上,实施最少10次的单次放电(目前Dewav对每个放电点测试20次)，正负电荷都需要测试接触放电时,放电电极的尖端应在打开放电开关之前接触放电点空气放电时放电电极的圆头尖端应尽可能快地接近放电点测试时需要插SIM卡和手写笔,装上电池,插上充电器,在拨号的模式下测试;每次放电之后,应将发生器地放电电板移开,将放电点上地电荷放掉后然后重新触发,进行新的单次放电放电时垂直方向测试,便于测试结果容易复现空气式放电头

接触式放电头

ESD波形

电流上升时间仅为1NS,产生频谱带宽高达1GHz

电流上升时间仅为1NS,产生频谱带宽高达1GHz＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋放电电流I放电电流ESD测试判定标准Page11ESD测试标准静电放电抗骚扰试验标准：IEC61000－4－2（GB/T17626.2）

测试等级：

接触放电

空气放电等级电压（KV）电压（KV）1

2

22

4

43

6

84

8

15*

特定

特定手机ESD设计ESD设计三大重点结构设计SCH设计PCB设计中结构设计“堵”的方法。尽量增加壳体的厚离，即增加外壳到电路板之间的距离，或者通过一些等效方法可以增大外壳到内部电路之间气隙的距离，从而使ESD的能量大大减弱。根据经验，8kV的ESD在经过4mm的距离后能量一般衰减为零。

屏蔽罩结构设计“导”的方法，也就是接地的概念。将外壳上一些不好堵的器件，装饰件或壳体，通过合理的接地，有效的将设置放电路径，来达到ESD保护的效果导的材料：导电布，铜皮，泡棉，弹片…导的有效性：接地数量，接地阻抗…导的方式结构设计预留结构设计小结ESD结构设计的原则是：首先是尽量不让ESD进入壳体内部，最大限度地减弱其进入壳体的能量。对于进入壳体内部的ESD尽量预留接地措施将其从GND导走，不让其危害电路的其它部分SCH设计SCH设计关键：结合结构堆叠，针对可能受到外部ESD干扰的地方，考虑增加ESD防护器件器件选型，需要考虑关键器件的ESD性能如:双卡切换芯片6302ESD防护器件压敏电阻（MOV）它是陶瓷元件，将氧化锌和添加剂在一定条件下“烧结”，电阻受电压的强烈影响，其电流随着电压的升高而急剧上升。压敏电阻内部发热量很大，其缺点是响应速度慢，性能会因多次使用而变差，极间电容大。瞬态电压抑制器（TVS）它是半导体器件，由于其最大特点是快速反应（1ns～5ns）、非常低的极间电容（1pf～3pf），很小的漏电流（1μA）和很大的耐流量，尤其是其结合芯片的方式，非常适合各种接口的防护PCB设计PCB设计是一个手机ESD性能最重要的部分！PCB设计的基本原则：合理的器件布局：尽可能的将器件特别是ESD敏感器件放入屏蔽罩合理的走线：如ESD器件的走线有效性，重要走线本身的走线保护合理的GND布局：在整个PCB上GND的合理分