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[分享] 全金属触控方案来了,喜欢的看过来!

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一粒金砂(高级)

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发表于 2018-10-10 15:23:08 | 显示全部楼层 |阅读模式
市场趋势

金属材质由于其美观的外表,全面防水的设计,低调奢华的气质,配合上拉丝、喷砂及镂空等处理,将金属的科技感和触控的体验完美的结合在一起。加上比较耐摔,且比塑料上档次,因此,金属材质的电子产品深受广大客户的喜爱,随之而来的全金触摸控也成为了高档次电子产品未来发展的趋势。



QQ截图20181010145804.png


技术方案
基于MSP430的触摸按键介绍之一


触摸按键的实现主要是通过检测板级系统上构建的RC振荡电路在固定时间内的振荡次数,如果振荡次数发生明显变化,则判断为触摸状态。那么振荡次数主要是由RC的值决定,在系统中R值是固定的,而电容C即系统的中的传感器,是由PCB layout的一个尺寸与手指大小的覆铜片。其与周围的地层构建一个电容值微小的电容(大约为10pF)。


当手指接近会改变其介电常数:


QQ截图20181010150700.png


导致电容值发生改变,因而导致振荡次数发生改变。如1图所示:

QQ截图20181010150727.png
图1



那么从实现角度来说,要实现触摸功能需要有RC振荡比较网络,比较器以及计数器。而MSP430具有这类资源,且其管脚漏电流非常小,非常适合用于触摸按键的功能。目前主要有检测RC充放电时间的方法(RC)与检测RC振荡次数即弛张振荡的方法(RO)。从目前的应用的角度,RO方法具有更好的稳定性与抗干扰能力。其原理如图2所示:



QQ截图20181010151001.png

图2



MSP430的内置比较器和外部的冲放电电阻Rc以及感应电容Csensor一起构成了一个张驰振荡器结构.而感应电容Csensor就是这个振荡器的调协元件,Csensor的任何变化都相应的改变张驰振荡器的谐振频率.我们利用MSP430内置的定时器A来采样振荡频率,从而可以检测到Csensor的变化。


基于MSP430的触摸介绍之二

怎么样使用MSP430来构建触摸按键。

这张图2中,对于图中Px.y为高,比较器正端为高,Csensor进行充电,直到比较器负端为高时,比较器输出反向为低,则Csensor开始放电,如此持续振荡。比较器内部输出的是方波信号,通过TimerA对其进行计数。通过对比在固定时间窗里振荡数目的变化来判断是否有触摸的动作。下图3为时间窗与震荡次数的关系。

QQ图片20181010151544.png

图3


那么我们在使用430时有哪些方法来构建触摸按键系统呢?


QQ截图20181010151827.png


图4


图4,给我们展示了3种在MSP430上构建触摸按键的方法。第一种使用的是比较器COMPA+来实现,在所有430中只有带有比较器的器件都能够实现。第二种使用的是比较器COMPB来实现,相比第一种,由于比较器COMPB中已经带有参考电压网络Vref,所以可以省去在外部使用硬件构建参考电压。第三种方法是PinOsc使用的是MSP430 value line G2xxx系列,其引脚功能带有触摸功能,它的实现方式是在芯片内部构建了类似于斯密特触发器的功能,无需管脚外部在使用电阻R构成RC振荡网络,其内部的斯密特触发器能够进行振荡。如图5所示.


QQ截图20181010152102.png


图5


总结一点,在MSP430中只要由COMPA+或者COMPB,以及Value line 中的MSP430G2xx2/3的器件中都能够构建触摸按键功能,其中按键的个数与比较器的通道数有关,而在Vauleline中,按键的个数与TOUCH I/O引脚数有关。最高支持24个按键(G2553)。

MSP430FR2633金属触摸中触摸按键的设计TI官网链接         







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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-12-6 17:43:12 | 显示全部楼层


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