电容触摸屏应用实例1

电容触摸屏应用实例[1]第一页，共34页。目录1CapSense触摸式键盘原理

＊矩阵式键盘原理＊CapSense触摸感应原理2CapSense触摸式键盘系统设计

＊硬件设计＊软件设计3实现与调试

＊工具＊器件配置＊演示第二页，共34页。矩阵式键盘原理

键盘构造矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线的交叉点上。（结构如图1）。识别按键

行、列线分别连接到按键开关的两端。当有键按下时，连接按键的行、列线将连通。

技术优势一个4×4的行、列结构可以构成一个含有16个按键的键盘，显然，在按键数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多I/O口。

第三页，共34页。矩阵式键盘原理

第四页，共34页。目录1CapSense触摸式键盘原理

＊矩阵式键盘原理

＊CapSense触摸感应原理2CapSense触摸式键盘系统设计

＊硬件设计＊软件设计3实现与调试

＊工具＊器件配置＊演示第五页，共34页。CapSense触摸感应原理

电容感应

－PCB板上相邻的导线或铜箔之间存在寄生电容Cp

－当有手指接近或触摸铜箔时，相当于附加了两个电容，这两个电容等效于并联在Cp上的一个电容Cf

－如果在手指与铜箔之间有不导电的介质，它将影响Cf。介质越厚、介质的介电常数er越小，对它的影响就越大。（如图2所示）第六页，共34页。CapSense触摸感应原理第七页，共34页。CapSense触摸感应原理

电容值测量方法

第八页，共34页。CapSense触摸感应原理松弛振荡器构成待测电容，恒流源，比较器，复位开关工作流程

1）恒流源以iCHARGE电流对Cp充电

2）Cp上的电压上升并刚好超过比较器的反向输入端的电压VBG（1.3V），比较器翻转到高电平

3）控制复位开关闭合，Cp迅速放电到零。比较器翻转恢复到低电平

4）恒流源以iCHARGE电流再对Cp充电充电时间（≈振荡周期）

tCHARGE=CpVBG/iCHARGE－－式1第九页，共34页。CapSense触摸感应原理间隔计数器构成8位PWM，16位定时器工作流程1）PWM进入Duty状态，启动16位的定时器工作2）PWM的Duty状态结束，捕捉16位的定时器的计数

计数值n=NPERIODS*tCHARGE*SYSCLK

－－式2第十页，共34页。CapSense触摸感应原理式1，式2联立，得

n=NPERIODS*CpVBG*SYSCLK/iCHARGE－－式3可知

1）n和Cp有唯一确定的关系

2）有手指触摸时，Cp将变化到Cp+Cf，而n将由n1变化到n2

⊿n=n2–n13）当⊿n大于预先设定的阀值时，表明有手指触摸。第十一页，共34页。CapSense触摸感应原理第十二页，共34页。目录1CapSense触摸式键盘原理

＊矩阵式键盘原理

＊CapSense触摸感应原理2CapSense触摸式键盘系统设计

＊硬件设计

＊软件设计3实现与调试

＊工具＊器件配置＊演示第十三页，共34页。硬件设计第十四页，共34页。硬件设计

图7系统框图第十五页，共34页。硬件设计触摸式简易键盘电路设计

图8触摸式键盘电路第十六页，共34页。硬件设计电路构成1）每个按键为两块上下分立结构的铜片，以上片为行，下片为列2）四行四列分别连接到电容感应IO口3）当有手指接近或接触时，分立的两片铜片所连接的IO同时检测到容值变化，从而识别该键值第十七页，共34页。硬件设计触摸式简易键盘处理系统设计

图9触摸式简易键盘处理系统电路图第十八页，共34页。硬件设计芯片选择

PSOCCY8C21×34系列芯片。具体芯片选用CY8C21334，它有足够多的I/O引脚（16个）及较小的封装（20pin-SSOP）芯片特点＊片内有I/O模拟多路选择器＊电流源可调＊比较器和复位开关自动连接第十九页，共34页。目录1CapSense触摸式键盘原理

＊矩阵式键盘原理

＊CapSense触摸感应原理2CapSense触摸式键盘系统设计

＊硬件设计

＊软件设计3实现与调试

＊工具＊器件配置＊演示第二十页，共34页。软件设计系统功能要求＊键盘触摸键值扫描＊将键值显示到液晶显示器上＊通过无线数传模块发射出来

第二十一页，共34页。软件设计图10系统流程图第二十二页，共34页。软件设计图11触摸键盘扫描流程图第二十三页，共34页。目录1CapSense触摸式键盘原理

＊矩阵式键盘原理

＊CapSense触摸感应原理2CapSense触摸式键盘系统设计

＊硬件设计

＊软件设计3实现与调试

＊工具

＊器件配置＊演示第二十四页，共34页。工具名称：PSOCDesigner开发商：Cypress公司支持语言：PSOCC语言、汇编语言及C语言与汇编语言的混合编程三个子系统：器件编辑器程序编辑器调试器实现功能：选择和放置用户模块，实现模块互连，配置管脚，生成应用程序框架，编辑应用程序，编辑生成可执行程序并配合仿真器进行程序调试，使用事件触发器，多断点及单步调试第二十五页，共34页。目录1CapSense触摸式键盘原理

＊矩阵式键盘原理

＊CapSense触摸感应原理2CapSense触摸式键盘系统设计

＊硬件设计

＊软件设计3实现与调试

＊工具

＊器件配置

＊演示第二十六页，共34页。器件配置图12PSOC功能模块配置图第二十七页，共34页。器件配置图13全局资源参数设置第二十八页，共34页。器件配置

设置CSR模块的工作模式（周期或频率）手指信号的阀值噪声信号的阀值基本线修正的速率抗ESD信号的周期（如下图）

当所有设置完成后，点击GenerateDeviceApplication按钮，自动生成CSR模块有关的程序供用户程序调用。第二十九页，共34页。器件配置图14CSR用户模块参数设置第三十页，共34页。器件配置图15TX用户模块参数设置第三十一页，共34页。器件配置图16CSR模块导向器在IDE的器件编辑状态，选择并放置CSR模块后，激活CSR模块导向器，在CSR模块导向器中按硬件电路图配置触摸式键盘所对应的信号线。（如