本帖最后由 sadicy 于 2021-10-27 14:25 编辑
一个电容传感器包括蚀刻在印刷电路板(PCB)表面上的铜盘,该铜盘的大小与形状详见第六章图6-3。绝缘盖板作为按键的触摸表面使用,如图2-1 所示。
通过走线和过孔将传感器连接至KF8S10XX/KF8TS2XXX 系列芯片的相关引脚。每个传感器引脚上的所有电容值可以模拟等效为一个总电容值,从CS1、CS2 到CS5,如图2-2 所示。芯片内部电容触摸电路将这些电容值转换为等效的数字计数值,MCU 将处理这些数字计数值,以检测触摸。
电容触摸还需要一个用于将某个I/O 和地面连接起来的外部电容CX。
手指未接触传感器时的传感器电容称为寄生电容CP。寄生电容由电容触摸控制器内部寄生电容与耦合电场共同产生的,其中耦合电场是在传感器触摸按键、走线和过孔、以及系统中的其他各种导体之间耦合产生的。芯片的IO 口和内部电容也会带来寄生电容。然而,与传感器电容相比,这些内部电容是非常小的。
图2-3 显示的是传感器IO 引脚如何通过走线和过孔连接到传感器板。一般情况下,围绕传感器板的网格地将其与其他传感器及其走线分开。实际环境中的电场要比图2-3 复杂得多。
当手指触碰传感器表面时,手指和传感器板会通过覆盖层形成一个简单的平行板电容,如图2-4 所示。
此操作构成一个平行板电容器,传感器板与手指之间的电容值可通过公式1 计算得到:
芯片将电容CS 转换成相应的数字计数值,称为原始计数。由于手指触摸时会增加传感器引脚的总电容,由于芯片内部工作原理,触摸传感电压更快达到阈值电压,会导致原始计数值减小,根据原始计数的变化判断手指触摸。由于寄生电容Cp 增加,因此CF 与Cp 之间的比率会降低,电容的每一单位充电量的变化(与手指触摸相对应)相应降低。这样,当Cp 增加时,将更难以检测触摸。
|