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Chipsbank电容触摸按键Demo应用介绍

日期:2014年4月18日 16:17

 描述

CBM7011是大发888互聯網股份公司推出的电容式触摸按键控制器。该芯片主要用于家电、消费电子、工控等领域的按键检测,具有灵敏度高、抗干扰能力强,防水防尘、高可靠性等优点。可广泛替代传统机械式按钮。

CBM7011采用自主研发的8-Bit MCU处理器,采用I2C-slave/HostUART接口传输按键信息。也可采用I/O Mode传输按键信息,更容易开发应用系统而不用解析通讯协议包。

电容式触摸传感器可直接制作在PCB板上,外围器件少、系统总成本优于传统按键方案。自适应触摸板电容检测范围1pF40pF。并且提供多种封装形式。

 CBM7011全功能演示Demo介绍

为了更好的体现CBM7011控制芯片的软硬件性能,单独设计一款Demo板。该Demo板由USB DeviceCBM7011SM1668三款芯片以及相关外围器件构成,其原理图详见图-1。其中:

Ø  CBM7011是电容式触摸按键控制器;

Ø  USB Device用于PCCBM7011的交互,PC可以通过USB获取相关数据;

Ø  SM16687011连接,旨在获取7011的输出并通过LED显示。

 

-1 7011 Demo板流程图

 

CBM7011 Demo样板见图-2,可见Demo板由4个按键、1个滑条、1个圆环组成。

触摸按键的基本功能是检测是否有手指在触按。如果手指比较靠近触摸按键,当所测量的电容变化超过预先设定的阀值,就会检测到手指触摸的发生。触摸按键可以被设计成各种形状,例如方形、圆形、三角形或其他形状。Sensor面积越大,灵敏度越大,但超过手指按压范围的部分对增加灵敏度没有作用。以圆形为例,一般设计为10mm~15mm的直径,符合人手指的大小。设计按键模型时,推荐使用圆形,感应效果更佳,见图-2

 

 

 

-2 CBM7011 Demo样板

 

触摸滑条的基本功能是用来检测手指在一维方向上的滑动位置。触摸滑动条的典型应用之一是进行音量控制。可以使用两种方法来实现触摸滑动条:触摸状态滑动条和比例计量滑动条。

把方形触摸按键按顺序紧密排列在一起,即可以设计成触摸状态滑动条,见图-3。当检测到某传感通道处于开启状态时,就能确定手指在触摸滑动条上的位置。滑条传感器之间的间隙建议为0.5mm。两个相邻传感电极之间的间隙不要超过0.75mm,这是为了确保当手指正好位于间隙内时,两个通道都能够同时开启。触摸状态滑条的优点是设计简单,在噪声环境下有较高的稳定性。然而,如果需要更高的分辨率,该方法则会因为需要过多传感器通道而无法实现。

 

 

-3 触摸状态滑条

 

另一种方法是使用比例计量滑条,见图-2。该方法不是通过检测每个传感通道上的触摸状态来实现,而设计根据每个传感器通道所测得的确定电容变化来确定手指的位置。当测得传感通道的确切电容变化后,通过进行比例计算来确定手指的确切位置。上述位置中的手指触摸会导致三个传感通道点击的电容增加。由于手指覆盖面积的不同,每个传感器所增加的电容值也不相同。然后,对传感器的原始电容数据进行处理,就可以获得手指在滑条上的绝对位置。传感通道的数量视机型结构确定。

同滑条一样,圆环也是基于触摸状态和比例计量方法实现的。应用触摸状态方法的圆环通过检查每个传感通道的状态来确定手指的位置。应用比例计量方法的圆环(-2),通过测量由于手指触摸而导致的各个传感通道增加的确切电容来确定手指的位置。手指在圆环滚动时,会导致几个传感通道的电容增大。然后,通过计算这些传感通道所增加的电容值,可以计算出手指触摸的确切位置。圆环对于手指触摸检测的稳定性取决于要求的分辨率和传感通道的数量。对于高分辨率的圆环,可能需要更多的传感通道。

* CBM7011演示Demo应用

为了用户更好的体验CBM7011性能,Demo板支持两种形式演示:PC版、脱机版。通过Led开关进行PC板和脱机版Demo的选择。

PC版演示Demo通过USB连接到PC上,打开Demo软件Demo7011_D.exe,点击开始,如图-4所示。该软件具有如下特色功能:

Ø  软件可以动态、实时、形象的反应用户在Demo板上的操作;

Ø  Demo板中滑条支持的分辨率为40,而由4sensor组成的圆环分辨率可达到60。在用户体验圆环、滑条时,软件还可以在相应位置显示出当前的坐标值;

Ø  在软件的右侧提供了通过I2c读取的芯片中触发按键、圆环、滑条等信息;

Ø  软件提供了数据更新时间、界面更新时间的设置,用户可以根据实际体验效果进行设置,默认均为5ms

Ø  点击软件中的中线功能,用来查看所有sensor的基值,详见图-5

 

 

 

-4 DemoPC软件

 

 

-5 中线功能

 

脱机版演示Demo可以在直接外部供电,不使用PC软件时,脱机演示demo。为了提供用户更好的demo体验,在使用脱机版演示demo中,我们加入了SM1668芯片,CBM7011中内嵌SM1668驱动代码,通过点亮数码管来显示当前触发键值、坐标值,其中H代表按键,C代表圆环,S代表滑条,详见图-6

 

 

-6 CBM7011脱机演示Demo

 

       当你为设计一款带触摸按键产品进行界面效果体验效果困惑时,chipsbank的触控芯片将助你打开这扇触控之门。目前chipsbank已经开始提供demo应用平台,包括一块demo板、一套PC软件,可以在产品的开发的初期,就可以系统地了解和掌握这款芯片的功能和性能。除此之外,我们还开发了一系列专用软件,如量产工具、调试工具、分析软件等。

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