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触摸芯片的原理及应用的方法

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浏览:- 发布日期:2016-01-16 10:51:00【

随着微电子技术的飞跃发展,电子产品更趋向于小型化、操作更加简单方便、外观更加时尚亮丽。机械式按键已经远不能满足现在电子产品的要求,触摸式按键的出现打破了原有机械式按键的设计理念,使按键操作更加灵活方便,按键面板更加新颖独特。目前触摸式按键已在电子产品中得到了越来越广泛的应用。现在我们所用的手机、家用电器等高端产品基本上都采用了触摸式按键。触摸式按键也逐步得到了广大消费者的认可,应用的范围也越来越广泛。

1、触控芯片的原理

触摸按键是通过触控芯片来实现的。触控芯片的原理是通过人体手指的触摸引起输入电容的变化,输入电容和触控芯片内置的基准电容比较输出差分信号,再由放大电路放大后在输出端得到高低电平,从而实现对模拟信号的控制。主MCU通过检测触摸芯片输出口的电平信号,从而判断出有无手指接触到按键,实现触摸按键功能。

2、触控芯片的特点

与传统机械式按键相比,触控芯片主要具有以下特点:

1)由于不是机械的按键,触摸按键没有机械损伤,按键寿命更长,一般可以达到30万次以上。

2)操作面板上没有实际的按键,操作面板外观整体性更好,外观可以更加新颖。

3)触摸按键的灵敏度可以根据灵敏度电容自由调节。

4)由于水气对输入电容影响不大,触摸按键的防潮和防水性较好。

3、触控芯片的应用

华夏彩票开户 当手指接触到面板按键丝印时,手指做为一个电极,面板做为电容的中间介质,面板下的导电介质连接到PCB板上的感应焊盘做为电容的另一个电极,这样就形成了一个输入电容。输入电容和触控芯片内置的基准电容比较输出差分信号,再由放大电路放大后在输出端(OUTPUT)得到高低电平,主MCU通过检测触摸芯片输出口(OUTPUT)的电平信号,从而判断出有无手指接触到按键,实现触摸按键功能。

4、触控芯片应用注意事项

4.1面板介质要求

1)面板的厚度最好小于等于 6mm,且要求面板厚度必须均匀。由于手指上的电荷有限,如果面板介质太厚电容变化量太小,触控芯片将不能识别,按键将没有响应。

2)面板材料可采用PMMA(有机玻璃)、大理石等非导电体材料,面板上丝印也必须是绝缘的,否则操作按键时会出现错乱。

4.2 PCB板的设计要求

1)感应焊盘的连线线宽度不能太宽,太宽寄生电容会增大,按键灵敏度降低。

2)感应焊盘的连线之间间距尽量拉大,防止相互干扰。

3)为改善ESD特性和更好的抗干扰性,感应焊盘的周围要求铺地,与感应焊盘的间距不能太近;如果周围干扰较大,则最好两面铺地。

4)感应焊盘的表面可以露铜或盖滤油。与感应焊盘的走线尽量不要在同一层面。

华夏彩票开户 5)感应焊盘的走线应尽量减少过孔,走线越短越好。

6)感应焊盘的面积主要与贴附物的厚度、材质及IC的工作电压有关,材质越厚、IC工作电压越低,则要求感应焊盘的面积越大;否则,其灵敏度会降低。

7)感应焊盘的下面尽量不要走线,特别是大电流电路。

4。3面板与PCB感应焊盘间导电介质的要求

1)导电介质起导电的作用必须完全导电。

2)面板与导电介质必须紧密接触,如果面板与电极之间有空气间隙,这样会导致操作失常,因为空气间电介质常数是不稳定的。

5.4按键灵敏度可以通过感应焊盘及外加电容来调节

按键灵敏度主要与感应焊盘的面积、焊盘贴附物的厚度、面板材质、面板厚度及IC的工作电压有关,其灵敏度主要通过感应焊盘及外加电容来调节

4。5触摸芯片工作频率要求

触控芯片工作频率如上表所示,为使触控芯片不受其他工作频率干扰或干扰其他器件的工作频率,一般可以根据实际使用环境要求进行适当调节。

5、触控芯片发展趋势

目前运用的触控芯片主要有两种,一种是电阻式,另一种是电容式。因电容式可靠性更高而得到更加广泛的应用。

目前应用触摸芯片的产品,单点触摸式是最为常见也是应用最为广泛的方式。

随着触控芯片的不断发展,各种各样形式的触摸按键已经出现在我们日常家用电器中,如滚轮和滑块式按键的出现更加丰富了触控芯片的应用。

早期的触控芯片比较简单,只能处理按键。随着技术的进一步发展,触控芯片已经不再是一个简单的按键处理芯片,现在已经完全可以作为一个主MCU来用,除了可以处理触摸按键外还可以处理如AD采样、LED控制、通讯等等。以前要实现触摸按键功能必须有两个芯片,一个触控芯片,一个主MCU,现在只需要一个触控芯片就可以解决问题,使产品的成本大大降低,也使得更多的产品可以运用触控按键技术。

因触控芯片集成为MCU以后,按键的检测也变得更加灵活,可以采用矩阵扫描或AD采样,这样就使得可以识别的按键个数越来越多,以前可能需要几个触控芯片才能完成,现在一个新的触控芯片就完全可以满足要求。

总结

触控芯片技术的出现,使按键的方式也出现了巨大的变化,按键操作变的更加灵活舒适,按键面板也变地更加时尚亮丽。触控按键以其独特的优势正被越来越多的产品所采用。

随着触控技术的不断发展,触控芯片的可靠性和实用性也将进一步提高,使得触控芯片的使用也就更加广泛。目前触控芯片集成度已越来越高,触控芯片既可以做主MCU也可以做触摸按键,这就使的触控芯片的性价比更高,成本更低,由此可见,触控芯片的应用将会越来越广泛。

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