基于 Silicon Lab公司CPT007芯片设计的电容触摸按键板
随着智能设备的普及，智能触摸也成了智能设备的标配，可以说触摸相较于传统的机械按键，除了寿命长，人体交互灵活外，更能彰显设备的科技感，那么如何在传统的设备上增加电容触摸按键呢，笔者将带你进入触摸按键的世界一探究竟。
笔者由于产品升级换代，需要将原有机械键盘，更换为电容触摸按键，由于是更换，主要要求是：
1：要兼容原来键盘的使用模式，即当按键按下的时候，IO口处于低电平触发。
2、由于是电容触摸按键，肯定有驱动IC，要防止IC由于静电等原因死机，所以要有复位引脚；
3、要支持7个按键；
4、由于原有设备没有蜂鸣，需要增加按键蜂鸣。
综合以上因素，经过世强的FAE推荐，最终选择了Silicon Lab公司的CPT007B电容触摸芯片。
从CPT007B的技术手册开头的概述看，这颗芯片的设计理念也正式让用户以最小的开发量实现电容触摸按键替代机械按键。在芯片的设计过程中，设计者还增加了对湿气的抗干扰能力以及接近唤醒等先进功能。
Silicon Lab公司针对这个芯片给出了原理图和demo板，不得不说demo板（见图1）还是比较贵的，某宝上要200元左右。
既然这么贵，我们就自己画一个，反正这个板子也不复杂。接下来笔者根据世强提供的原理图对其原理进行了分析。这个原理图包括了三个部分：
1、CPT007B核心电路图，包括IC及外围电路；
2、板子唯一标识，采用的是EEPROM；
3，基于CF326-SX0261GM的调试电路。
笔者认为第二部分是无关紧要的，所以直接PASS。至于第三部分通过和世强的FAE沟通，这部分可以通过世强的USB Debug Adapter来替代实现。
接下来就是画图了，下图是笔者根据官方原理图修改的：
从原理图分析有几个部分组成：
1、触摸按键；
2、输出状态指示灯；
3、蜂鸣电路；
4、电源部分；
5、调试电路和复位电路复用。
为了更方便的配置触摸按键的数量，触摸电容按键和CPT007B之间加了0R电阻；输出状态指示灯采用共阳极供电方式，当有输出的时候，OPT007B输出低电平，LED点亮；蜂鸣器采用的是有源蜂鸣器。调试电路中的CLK脚与复位电路复用，并上拉2K电阻。技术手册明确说明要在CPT007B的VCC引脚加入一个0.1uf电容和一个4.7uf电容，并且这两个电容要尽量靠近芯片。触摸按键的设计比较重要，由于文章篇幅限制，我们另起文档做重要说明。
接下来是原理图布局，下图是笔者的布局：
笔者为了将LED等放在了各自按键的上面，由于触摸按键位于BOTTOM layer，且这一面为了贴合产品面板，应无凸起的元器件，故将LED封装进行了改造，进行了挖空设计，使得LED焊接面在TOP layer，显示面在bottomlayer，封装图如下：
由于这个板子不属于高速板，且电路较为简单，布局和走线方面也没什么太多需要注意的，在板子成型后，笔者加入了具有自己印记的二维码，下图是3D效果图，待样板回来后，在给大家欣赏成品。
3D图toplayer层
3D图bottomlayer层
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 2
本文由胡杨提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。
相关推荐
【经验】 电容触摸按键的PCB处理方法
Silicon Labs的EFM8SB芯片是带有电容触摸传感器CS0的芯片，一个好的电容触摸的PCB设计，可以提高产品的触摸精度，具有更好的抗噪能力。本文介绍触摸按键的PCB设计的几个要点。
【经验】8位MCU EFM8SB10电容触摸按键抗干扰经验
EFM8系列是Silicon Labs公司的8位MCU，由于其高性价比被广泛的应用于各种行业。其中比较有代表性的EFM8SB10系列以其丰富的外设和超低的功耗而大放异彩。EFM8SB10芯片集成电容触摸按键，适合做一些小的智能设备，性能好，成本低。下面我们就介绍一下使用EFM8SB10电容触摸按键抗干扰的使用经验。
【成功案例】基于CPT007B触摸芯片巧妙设计耐腐蚀电容式液位传感器
市面上的音叉式液位开关、浮球式液位开关均不适用于具有强酸强腐蚀的液体环境中。Silicon Labs（芯科科技）有一款触摸芯片CPT007B，可以完美解决液位开关腐蚀的问题，将CPT007B制作的电容传感器通过环氧树脂灌封到聚四氟乙烯的管内，既可以避免传感器被强腐蚀性液体腐蚀又可以实现液位检测。本文介绍设计原理及优势。
采用EFM8SB10、ACAM Pcap02、CPT007B 分别制作电容式液位传感器，哪个精度高，温漂小？
8位单片机EFM8SB10与触摸芯片CPT007B是相同内核的产品，电容传感器部分的性能相同，都是16位精度，转换范围为fF--pF, 电容数字转换芯片PCAP02的转换精度可以达到20位，转换范围fF-nF.
【应用】CPT112S电容式触摸控制器芯片在通用指纹锁中的应用，支持12个触摸按键，工作电流仅需180uA
Silicon Labs公司的CPT112S电容触摸芯片，支持12个触摸按键，并继承了Silicon公司芯片低功耗的优点，在活动模式下工作电流仅需180uA(典型值)，睡眠模式下不足1uA（典型值），是业界最低功耗的电容触摸芯片，适合作为通用性指纹锁的触摸芯片。
TouchXpress™ CPT212B系列产品介绍
描述- 该资料介绍了Silicon Labs公司的CPT212B触摸传感器芯片。这款芯片属于TouchXpress家族，旨在通过I2C接口快速添加电容式触摸功能，简化固件复杂性并缩短开发时间。它支持多达12个电容式传感器输入，封装尺寸小至3mm x 3mm QFN。CPT212B具有高级功能，如防湿、接近唤醒和蜂鸣器反馈，无需固件开发，所有电容式触摸感应参数均可通过简单的GUI配置器进行配置。
型号- CPT212B-A01-GMR,CPT212B-A01-GM,CPT212B
【应用】Silicon Labs EFM8UB10F16G-C-QFN20低功耗8位MCU为工控机触摸屏接口转换提供方案
在工控机上想用触摸屏，工控机预留的接口只有USB口，市面上通用的触摸屏性价比高的多数都是串口屏，这样就需要进行转换来实现。在这个项目中，使用了Silicon Labs的8位MCU EFM8UB10F16G-C-QFN20来实践接口的转换，用EFM8BB10M1069F8GM-AR来控制电容触摸芯片。实现电容触摸点信息上传给工控机，工控机根据接收到的触摸点来进行系统的控制。下面是工控机触摸屏控制模块
取代电容触摸按钮！Silicon Labs新一代电容感应解决方案
Silicon Labs强势推出新一代应用于电容触摸的CPT电容触摸系列，该系列产品被设计用来快速取代机械按钮与现代电容式触摸按钮，极大地消除了开发固件的复杂性并极大地减少开发时间。
TouchXpress™ CPT112S系列产品介绍
描述- 该资料介绍了Silicon Labs公司的CPT112S触摸传感器芯片。这款芯片属于TouchXpress家族，旨在通过I2C接口快速添加电容式触摸功能，简化固件开发并缩短开发时间。它支持多达12个电容式传感器输入，尺寸小巧（3mm x 3mm QFN封装），并通过I2C与主处理器连接，提供简单的电容式触摸解决方案。CPT112S具有防水、唤醒距离感应和蜂鸣器反馈等功能，无需固件开发，所有电容式触摸感测参数均可通过简单GUI配置器进行配置。
型号- CPT112S,CPT112S-A02-GU,CPT112S-A02-GMR,CPT112S-A02-GM
TouchXpress™系列CPT007B数据表
描述- 该资料介绍了TouchXpress™ Family系列的CPT007B设备，这是一种用于替代机械按钮的现代电容式触摸按钮解决方案。它支持多达7个电容传感器输入，具有高度集成的特性，可简化电容触控的添加过程。该设备无需固件开发，并提供先进的特性，如防潮、唤醒功能、蜂鸣器反馈等，以提升用户体验。
型号- CPT007B-A02-GM,CPT007B-A02-GMR,CPT007B,CPT007B-A02-GU
汽车触控板项目Touch IC选型需求 1. 工规或车规等级都可接受； 2. 支持7寸左右，通道数为26+17即可； 3. 支持手套，支持一定的水渍触摸；
可以看一下芯海科技的CSA37F60压力触控芯片，支持15路电容触摸输入；Silicon labs的电容触摸接口芯片CPT112S-A02-GMR支持15路电容触摸输入。如需手势操控功能，世强这边Silicon labs的手势传感器SI114X系列的手势/接近检测传感器。另外，MELEXIS还有结构光的方案，如MLX75027。
使用触摸芯片CPT112S demo进行触摸测试时，发现灵敏度非常高，手还没接触到触摸按键就已经触发了按键，是什么原因？怎么处理？
由于原厂demo默认设置的active值比较低，而且demo的触摸信噪比非常高，当手接近触摸按键的时候会引起触摸值的明显变化，如果active值过低，则会触发按键时间。所以需要使用capactive sense profiler工具对demo的测试，根据触摸值曲线来对触摸delta值、active以及inactive值进行调整，并将active值设置到可靠触摸下的触摸值增量，这样就可以降低误触的概率，如有必要可以增加去抖次数来防止误触事件。
【应用】CPT007B低功耗触摸芯片在智能面板开关中的应用，可提供 7 通道电容触摸按键
智能面板开关方案采用Silicon Labs 的触摸芯片CPT007B实现触摸按键功能，作为TouchXpress系列的一部分，CPT007B支持7路电容式传感器输入，可编程的灵敏度，7个通用的输出（GPO）与主机处理器通信。其具有低功耗（睡眠电流0.78uA），SNR高达270:1等优势。
电子商城
品牌：SILICON LABS
品类：Wireless Gecko SoC
价格：￥8.1764
现货： 102,628
品牌：SILICON LABS
品类：Mighty Gecko Multi-Protocol Wireless SoC
价格：￥27.0929
现货： 90,767
现货市场
品牌：SILICON LABS
品类：Switch Hall Effect Magnetic Position Sensor
价格：￥2.2924
现货：126,000
服务
可定制OGS一片式电容屏，G+G电容屏，G+F电容屏，G+F+F电容屏，尺寸范围：1”~21”，单层产品厚度：0.55mm~2mm，可按客户要求在产品上附加防反射，防指纹，多色丝印，钻孔磨边，2.5D导圆角等工艺。
最小起订量： 1000 提交需求>
提供7~27寸工控机定制，支持嵌⼊式/ 壁挂式 /桌⾯式/悬挂式等安装方式，采用纯平⾯板IP65防尘防⽔等级，莫⽒7级硬度触摸屏，兼容多种操作系统：组态软件/安卓/XP/win7/8/10/Linux等，支持主板、接⼝、外观、⽀架、刷卡器、⾝份证阅读器、LOGO、⻨克⻛、系统、电池、蓝⽛、4G/5G、摄像头、GPS系统、⼆维码扫描器、指纹等特殊应⽤场景定制
最小起订量： 1台 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论