B电容感应式触摸按键方案在电磁炉中的应用

B电容感应式触摸按键方案在电磁炉中的应用电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。电阻，物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体，简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。式触摸按键，B电容式触摸按键不仅耐用，造价低廉，机构简单易于安装，防水防污，而且还能提供如滚轮、滑动条的功能。但是B电容式触摸按键也存在很多的问题，因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰敏感得多。ST针对家电应用特别是电磁炉应用，推出了一个基于STM8系列8位通用微控制器微控制器一个微控制器，（也称作微处理器或MCU）就是一个小型的计算机，它由一系列简单的电路和一些支持CPU作用的简单模块组成，如晶体振荡器，定时器，看门狗，串行和模拟I/O口等等。芯片里包括非闪烁存储器和OTPROM用来存储程序，以及一个很小的读写程序。平台的B电容式触摸感应方案，无需增加专用触摸芯片，仅用简单的外围电路即可实现B电容式触摸感应功能，方便客户二次开发。2方案介绍ST的B电容式触摸按键方案通过一个电阻和感应电极的B电容CX构成的阻容网络的充电/放电时间来检测人体触摸所带来的B电容变化。而感应电极可以直接在PCB板上绘制成按键、滚轮或滑动条的应用样式，也可以做成弹簧件插在PCB板上，即使隔着绝缘层（玻璃、树脂）也不会对其检测性能有所影响。电磁炉是采用磁场感应电流的加热原理对食物进行加热。加热时，通过面板下方的线圈产生强磁场，磁力线穿过导磁体做的锅的底部时，锅具切割交变磁力线而在锅具底部产生涡流使锅底迅速发热，达到加热食物的目的。在本解决方案中采用44pin的STM8s105S4做按键显示板的主控芯片，控制13个按键的扫描、24个LEDLEDLED（LightEmittingDiode）即发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量。能完成数十种不同的工作，并且在各种设备中都能找到它们的身影。例如它们可以组成电子钟表表盘上的数字，从遥控器传输信息，为手表表盘照明并在设备开启时向您发出提示。如果将它们集结在一起，可以组成超大电视屏幕上的图像，或是用于点亮交通信号灯。［全文］及一个4位数码管数码管数码管是一种以发光二极管为基本单元的半导体发光器件。在我们日常生活中，比如电子秤、电子数码钟等的显示都是利用数码管实现，数码管现今已得到广泛的应用。［全文］的显示、I2C与主板的通讯，并留有一个SWIM接口方便工程师调试之用（如图2）。STM8s105S4采用的是ST高级STM8内核，具备3级流水线的哈佛结构，3.0~5.5V工作电压，内部16MHzRC可提供MCUMCUMCUMicrocontroller（微控制器）又可简称MCU或口C,也有人称为单芯片微控制器（SingleChipMicrocontroller）,将ROM、RAM、CPU、I/O集合在同一个芯片中,为不同的应用场合做不同组合控制.微控制器在经过这几年不断地研究,发展,历经4位,8位,到现在的16位及32位,甚至64位.经过20多年的发展，其成本越来越低，而性能越来越强大，这使其应用已经无处不在，遍及各个领域。16MHz工作频率，提供低功耗模式和外设时钟关闭功能，共有34个I/O可用。STM8S105S4具有2KB的RAM和16KB的FLASH，还有可达30万次擦写次数的1KBEEPROM数据存储器存储器存储器是用来存储程序和数据的部件，有了存储器，计算机才有记忆功能，才能保证正常工作。它根据控制器指定的位置存进和取出信息。3电磁炉工作环境中的干扰1.电磁干扰电磁炉在加热锅的同时，也对电路板上感应电极正向或反向的电流，从而会缩短或增长按键充放电时间，会对按键的检测造成很大影响，甚至产生误动作，常见的方法采用硬件屏蔽和过零点检测来消除电磁辐射对按键的影响。硬件屏蔽在STM8s的解决方案中，ST提供了感应电极和走线的设计规范和如图3所示的DrivenShield功能（在Shield线上提供与按键管脚相同的驱动信号，电极与Shield之间的寄生B电容就不会被充放电），能有效地减少感应电极走线的寄生B电容对按键灵敏度的影响。过零点检测1）硬件过零点检测过零点检测可采用硬件实现，在硬件设计中，可以增加如图4或图5过零点的硬件检测电路，通过在B端输出为高电平时进行按键状态的判断，以期在电磁辐射最小的时候对触摸按键进行检测。2）软件过零点检测硬件过零点检测增加硬件电路设计的复杂性，增加方案成本，在我们的解决方案中，针对电磁炉的工作环境，我们采用软件进行过零点检测，从而降低成本，有效解决电磁炉主功率电路对触摸按键的干扰2.电网干扰因为国内电网质量不一，在一些质量差的地区，容易影响电磁炉触摸按键的正常工作。如果不能做电源电源，电源是向电子设备提供功率的装置，也称电源供应器，它提供计算机中所有部件所需要的电能。隔离，就会看到一下图6的差别（蓝色表示无按键，红色表示键被按下），而这些图还只是在电磁炉没有开功率的情况下的，当电磁炉工作时产生的电磁辐射将会使看到的信号更加杂乱无章。在实验中发现，采用与外界电网隔离或使用软件滤波，按键效果都能得到明显改善。3.溅水，溅油的影响在电磁炉的使用当中，常常会出现水或油溅到触摸面板上，它可能导致按键误触发，本解决方案采用特殊软件算法可靠地将覆水溅油与手指按下的状态区分开。4.环境自适应能力电磁炉在工作的时候，会产生大量的热量与湿气，面板温度/湿度，电路板温度/湿度都是会在一个很宽的范围浮动，而随着使用时间的推移，包括玻璃面板、PCB板都会出现不同程序的老化，从而影响按键检测的准确度。在ST的解决方案中，实现了自动校准功能，实时地提供环境检测，实现环境自适应的机制。4总结ST提供的解决方案包含了触摸面板自校准、软件滤波、软件过零点检