【应用】工业级设计的SC12A多按键触摸芯片成功用于新风系统86面板，超强稳定性和抗干扰性
随着近些年新风机行业的发展，各种各样的新风设备也得到极大的发展，从单一的新风设备到中央集成式的设备等都在迅猛的发展，对于一些中央集成式的新风系统，各种用于配套控制的设备也得到了较大的发展，诸如各种手持控制设备、安装与墙面的86控制盒面板等等，各个配套设备的功能也越来越多，诸如86控制面板的功能设计也越来越多样化，而人机交互作为86面板的核心功能，直接决定了一个控制面板的“颜值”，面板显示屏是其一，面板上的各种功能按键是其二，而功能按键的实现方式多种多样；本文就介绍一种使用电容型触控芯片设计的86控制盒面板按键方案。
新风行业用的86控制盒面板一般使用段码式液晶屏来显示相关的参数指令，用户控制指令则使用按键输入，按键输入除了传统的机械按压式，近年来越来越多的触控按键也被用到86控制面板中，相较于传统的机械按压式按键，触控按键有着如下多方面的优势：
◇ 无需像机械按压式按键对面板打孔；
◇ 更换按键布局更加容易，只需重新设计面板上的贴膜或者对面板上的符号标识进行更改喷涂即可，无需重新更改壳体设计，无需对壳体进行重新开模；
◇ 面板防水、防尘等更好，省去了面板打孔，面板可以做的更加平整；
◇ 面板设计能做得更加简约、上档次。
图1 常规的机械按键式86控制面板
图2 触控按键式86控制面板
鉴于触控按键拥有更多的优势，故将触控按键用于本次设计的新风系统86控制面板中，根据设计要求，本次设计需要7个功能按键，且每个按键都需要具备独立触控的功能，考虑到86控制面板的前面板亚克力面板厚度，需要触控按键能通过一定厚度的亚克力面板进行感应触控，另外还需要触控按键具有较高的灵敏度、较高的抗干扰特性等特点。
综合以上因素，本设计中选择了晶尊微电子工业级设计超强稳定性和抗干扰的SC系列按键触摸芯片，该系列芯片具有从1个到12个按键等多种不同的型号，其中的SC09A或者SC12A型多按键触摸芯片均用于设计86控制面板的触控按键，考虑到后续可能增加按键的需求，以及在新风主机上需要设计一个4*3的矩阵按键，本次选择SC12A型芯片用于设计86控制面板触摸按键，该型芯片是带自校正的容型触摸感应器，可以通过任何非导电介质（如玻璃和塑料）来感应电容变化，检测出12个感应盘是否被触摸，从而实现触控按键的功能，具有以下功能与特色：
功能与特色:
◇ 12 个完全独立的触摸感应按键
◇ 保持自动校正，无需外部干预
◇ 按键输出经过完全消抖处理
◇ 多接口– I2C 串行接口/ BCD 码输出
◇ 所有按键共用一个灵敏度电容
◇ 感应线长度不同不会导致灵敏度不同
◇ 2.5V ~ 6.0V 工作电压
◇ 符合RoHS 指令的环保SOP24 封装
应用:
◇ 替代机械开关
◇ 家庭应用(电视机, 显示器键盘)
◇ 玩具和互动游戏的人机接口
◇ 门禁按键
◇ 灯控开关
◇ 密封键盘面板
图3 SC12A型触摸芯片
考虑到电路板上有段码式显示屏，触摸感应盘需要与86控制面板的前面板接触，因此将触摸弹簧用作触摸芯片的触摸感应盘，这种方法即可解决电路板与86控制面板的前面板接触的问题，又可以有效的实现触摸感应盘的功能；
图4 不同样式的触控弹簧
晶尊微电子的该系列触控芯片的应用电路也相对比较简洁，原理图只需参考数据手册中的参考设计即可，该芯片采用IIC接口，因此与单片机的控制接口也较为简单，设计电路如下图5所示。
图5 SC12A型触摸芯片应用原理图
电路板布局的时候需要注意SC12A型触摸芯片与触摸弹簧之间的引线，因走线长度会在一定程度上影响按键的灵敏度，诸如引线的粗细、长度、走线方式均需有所注意，良好的设计走线可以提升其工作可靠性，在完成电路设计走线之后，可以请原厂的工程师协助分析审核走线是否合理（本设计过程中就得到原厂工程师的协助设计），完成设计的电路板实物如下图6、7；
图6 SC12A型触控芯片设计的86控制面板电路板
图7 SC12A型触控芯片设计的86控制面板电路板（触控弹簧型）
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最多按键个数
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是否省电模式省电模式
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工作电压（V）
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正常模式工作电流
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省电模式工作电流
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接口方式
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封装
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说明
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备注1
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备注2
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ST01B
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触摸芯片
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1
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省电模式
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45ua@3.3V
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5ua@3.3V
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直接输出
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SOP8
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双输出
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触摸芯片, 工作电压: 2.5V-6.5V, 正常模式 (工作电流): 0.65mA@3.3V, 省电模式 (工作电流): 20ua@3.3V, 标准I2C 有触摸指示引脚(可做中断)
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产品型号
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品类
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最多按键个数
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描述
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省电模式
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工作电压（V）
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正常模式工作电流
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省电模式工作电流
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接口方式
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封装
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SC01T
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触摸芯片
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1
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单通道高性能低电流触摸芯片
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有
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