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(多图) 几分钟内可完成的触摸感应设计

郑赞?? 赛普拉斯半导体高级应用工程师?? 2008年04月30日 ?? 收藏0

  触摸感应正在成为一种潮流,无论是我们家里的冰箱、空调、洗衣机,办公室的笔记本、台式机,还是时尚青年手中的手机、MP3,抑或汽车里面的DVD、GPS,触摸感应按键几乎随处可见,大家都在为她的美观耐用吸引着,而掌握触摸感应设计似乎也成了工程师的一个必备条件。

  触摸感应实现方式有好几种,如红外式、声波式、电阻式、电容式等等。在众多的触摸感应方式里面,电容式感应以美观、耐用、易用、廉价脱颖而出。Cypress作为触摸应用的领导者,已经提供了几个系列的电容式触摸感应方案。 在有些工程师眼里,CapSense、CapSense PLUS这些字眼可能已经成为了电容式触摸感应的代名词,美观耐用、可靠性好、可以节省空间、可以增加产品特色、可以方便地设计和生产……

  使用PSoC Designer, CapSense设计和修改似乎变得很容易,一个产品可能几周或几天就可以完成,但在市场瞬息万变的今天,这么短的时间似乎都变得很长了,我们还迫切需要一种设计,在很短的时间内就可以完成,我们下面就重点讨论一下一个新生的产品——CapSense Express,可以在几分钟内完成的触摸感应设计!

  
  什么是CapSense Express

  我们先回顾一下CapSense原理和CapSense PLUS。

  CapSense就是由Cypress PSoC实现的电容式触摸感应技术,下面介绍一下电容感应原理,图1所示为单个触摸按键的截面图,在覆盖物(比如玻璃)下,有铺地和触摸按键,铺地和触摸按键都是覆铜,都是导体。我们知道,相邻的导体之间会产生寄生电容,如图中Cp所示,Cp的值一般为10pF到300pF,在触摸按键和地之间还会产生边缘电场,穿过覆盖物,而人体就是导体,假如有手指放置在靠近边缘电场位置时就会增加导体的表面积。那么就增加了电容,如图中的CF,它的值一般为1pF 到 10pF,手指触摸时,感应电容发生了改变。我们把感应电容称作Cx,没有手指存在时,Cx就等于Cp,当手指存在时Cx等于Cp和CF的和。PSoC测量Cx的变化从而判断有无手指存在。

图1电容感应原理


  CapSense PLUS就是指除了CapSense以外,同一颗PSoC还能实现其他很多功能,比如LED 驱动、LCD背光、马达控制、温度控制、水位控制、电源管理、扬声器/ 蜂鸣器控制、充电器、压力/电流传感器、DTMF 拨号器等等。图2是热水器方案框图。

  我们知道,CapSense就是电容式触摸感应,Express是快速的意思,那么这两个字合起来就是一种快速的电容式触摸感应。这里的快速包含两种意思,快速设计!快速进入市场!

图2CapSensePLUS应用于热水器


  CapSense Express是多功能、灵活的、小I/O数目的电容感应解决方案,是专门为按键数目不多、需要占用空间小、并且需要快速上市的产品设计的。

  CapSense Express器件内部包含MCU、Flash、CapSense逻辑单元、I2C通讯接口、通用I/O口,如图3所示。CapSense Express系列最多有10个I/O,可以支持10个以下的按键或者1个滑条,I/O口可以驱动LED,还可以自定义输入/输出。

图3CapSenseExpress框图


  CapSesne Express软件设计非常简单,不需要编写任何代码,将以前所未有的速度快速完成!只需要使用PSoC Express和CapSense Express配置工具,可以简单灵活的进行输入输出定义、按键、滑条参数配置,并且可以实时监控调试。

  CapSesne Express硬件布板也很方便,任何功能都可以连接到任何引脚,并且每个按键只需要一个I/O口,很容易布线,很容易信号最优化 。

  CapSesne Express器件封装都很小,并且不需要外部振荡器或晶体,不需要外部调整元件,所以占用很少的板极空间,可以降低成本。
  
  如何在几分钟内完成CapSense Express设计

  CapSense Express设计只需要3步就可以完成。首先使用PSoC Express进行图形化设计,然后根据应用进行配置,最后调试CapSense参数就可以运行了。

图4CapSenseExpress配置界面


  下面以5个CapSense按键5个LED为例,详细介绍一下如何能够在几分钟内就能完成CapSense Express设计。

  使用PSoC Express进行图形化设计

  我们要新建一个PSoC Express 项目,打开PSoC Express 软件后,从主菜单点击文件,选“New Project” ,输入文件名,可以输入“CapSenseExpress”,中间不能有空格,然后点击OK。

  从输入驱动找到CapSense Express,选择10 GPIO/CS Button Set ,添加到设计窗口,这时会自动弹出Add Input Driver窗口,点击OK,会弹出CapSenseExpress属性窗口。


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触摸感应设计? CapSense Express?

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