基本电容测量
这一节介绍基于RC 充放电原理的基本电容测量方法和所需的硬件。RC 的放电时间能够用来测量传感器中的电容。此方法最早由 1976 年的一个专利(现在已过期)提出。电容式传感器构成了RC电路中的电容。测量时采用一条I/O 线来对电容进行充放电,并当电容的电压超过所设阈值时产生中断。
电容测量过程如下:
1. 电阻的一端接传感器,另一端接地。传感器接到I/O 线。
2. I/O 端口的输出设为高电平。这样能很快使电容式传感器的电压接近VCC。可以采用定时器记录开始时间。本例中使用Timer 中的计数值。
3. I/O 设置为输入在下降沿产生中断。然后电阻对电容式传感器放电。
4. 当传感器的电压经过VIL就产生中断。
5. 中断服务程序再次读取计时器并计算放电至电压VIL所需要时间。
6. 微控制器退出低功耗模式继续运行。
放电时间和传感器焊盘的电容容量成正比。因此,为了提供足够的测量精度,RC 放电
必须足够慢。为了确保足够的放电时间,采用接近6 M的电阻。采用这个阻值的电阻,电
容的充电电流只有大约500 nA。因此,I/O 端口的泄漏电流必须很小。
I/O 端口的最大泄漏电流为50 nA,因此比较适合用此方法感应电容容量。端
口1和端口2分别有八个独立的中断线,因此在一个系统中一次最多可以检测16个传感器。
图2描述了为前面描述的方法。图2底部的条状显示了微控制器的活动状况,它在超低
功耗的应用中十分重要。采用构造的检测器每次按键消耗的电流仅为 10 µA 到
20 µA,这在低功耗的遥控器中很重要,因为检测器将一直处于工作状态。
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