【经验】为什么要用“容性触摸按键”来替代传统按键?
IPHONE手机之所以能颠覆传统手机市场,除了智能因素外,能实现“触摸按键输入”,绝对功不可没!除了在智能手机上的杰出表现,“容性触摸按键”在诸如墙壁开关、电磁炉、油烟机、工业控制面板,等等,有着非常广泛的应用!
那么,大家为什么要用“容性触摸按键”来替代传统按键的呢?
一、技术非常成熟,可以实现的芯片选择范围宽;
在电容检测上,技术先后经历了:参考电压电路外置,参考电压电路内置,再到集成了专用的C2D模块(电容转数字),电路体积越来越小、精度越来越高,而世界知名半导体厂家SILICON LABS就经历了这样的进步。
早期的C8051F系列单片机,当外加参考电压电路,可以实现容性触摸按键功能;后期到C8051F930等,已将参考电压内置;而现在,如C8051F96X,C8051F97X,EFM8SB10,EFM32PG系列,EFM32JG系列等,不仅芯片选择范围宽,这些芯片还有了专用C2D外设,硬件电路比传统的“通断按键”还要简单,成本还要低。
二、性能优秀,寿命长久;
对于现在推出的C8051F96X,C8051F97X,EFM8SB10,EFM32PG系列,EFM32JG系列等MCU,其内带的C2D性能非常优秀:
• 精度高:16位精度,最小分辨率1fF;
• 量程宽:1fF到500pF;
• 转换时间快:一次转换时间典型值为33uS;
• 寿命长久:因为外围电路极其简单、且不存在机械部件等,容性触摸按键使用寿命基本等同芯片的寿命,只要芯片可以用,它就可以工作。
三、应用多变、设计灵活;
在现实按键输入应用中,我们的需求可能会各种各样,相应的,容性触摸按键可以满足这些需求:
1)一对一按键:即一个端口,对应着一个按键。优点是,设计简单,代码简单。
图1 一对一按键应用
2)矩阵按键:即通过行列扫描,实现对按键的矩阵化检测,优点是:即使IO口少,也可以实现较多的按键驱动。
图2 矩阵按键应用
3)滑条功能:通过多个pad的协同工作,并根据各个pad的触发时序,可以精确判断手指所在的位置。
图3 滑条应用
4)飞梭功能:飞梭功能,在原理上,可以等同于将滑条绕了一个圈。
图4 飞梭应用
如上,容性触摸按键不仅可以像传统按键那样去操作,而且可以实现传统按键实现不了的功能,比如滑条,飞梭等。另,容性触摸检测还有其他一些延伸的应用:
1)液位检测:将一根连接到容性检测通道的绝缘导线垂直深入液下,此时,当液位不同,电容值是不同的,根据这个特性,可以实现对液面高度的检测。
图5 液位检测应用
2)雨水感应:当将电极横着放,并接入容性检测通道,此时,就可以应用于雨水检测。比如,用在割草机器人上。
图6 雨水感应应用
可见,基于容性检测的基本原理,除了应用替换传统的机械按键外,还可以应用与滑条、飞梭、液位检测、雨水感应等,这些传统按键所解决不了的应用,当然,还有其他的应用。
最后,还需要说一下,有的客户提到容性触摸按键手感不好的问题,针对这个情况,我们给出的建议,当按键按下的时候,可以通过光、声、震动等方式给使用着提供反馈,如此,给用户的体验不会比传统按键的差。
图7 带背光反馈的容性触摸按键
综上述,酷、炫、功能丰富、设计灵活、使用寿命更长久,在将来,容性触摸技术这些优点,将促使容性触摸按键更加广泛、全面的应用开来!
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古月工 Lv8. 研究员 2018-11-08学习
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NASA911 Lv8. 研究员 2017-11-25学习学习
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duanmaxie Lv8. 研究员 2017-11-06学习了
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SILICON LABS 8-bit Microcontroller选型表
SILICON LABS 8位MCU选型,MCU Core 8051,频率20MHz~100MHz,Flash存储2kB~120kB,RAM存储0.25kB~8kB。
产品型号
|
品类
|
系列
|
Frequency(MHz)
|
Flash (kB)
|
RAM (kB)
|
Vdd min(V)
|
Vdd max(V)
|
Package Type
|
Package Size (mm)
|
Internal Osc.
|
Dig I/O Pins
|
ADC 1
|
Temp Sensor
|
Timers (16-bit)
|
PCA Channels
|
DAC
|
Comparators
|
UART
|
SPI
|
I2C
|
HS I2C Slave
|
EMIF
|
CAN
|
LIN
|
VREF
|
Debug Interface
|
C8051F392-A-GM
|
8位MCU
|
C8051F39x Small Form Factor
|
50
|
16
|
1
|
1.8
|
3.6
|
QFN20
|
4x4
|
±2
|
17
|
10-bit, 16-ch., 500 ksps
|
Temp Sensor
|
6
|
3
|
10-bit, 2-ch.
|
1
|
1
|
1
|
2
|
0
|
0
|
0
|
0
|
VREF
|
C2
|
选型表 - SILICON LABS 立即选型
PL51T203 低功耗高性能 ADC 型/电容触摸型 Flash 8051 MCU
描述- PL51T203系列是集成了触摸按键、ADC功能和8051内核的单芯片微控制器。该系列芯片具有低功耗、高性能的特点,内置多种功能模块,如定时器、看门狗定时器、低电压检测等,适用于智能家居、智能LED调光调色、鼠标、键盘和游戏控制器等领域。
型号- PL51T203N32,PL51T203S28,PL51T203L32,PL51T203,PL51T203S16,PL51T203S20,PL51T203S8,PL51T203T20,PL51T203B24
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型号- PL51T103S24,PL51T103B24,PL51T103N16,PL51T103T20,PL51T103S20,PL51T103N24,PL51T103,PL51T103S8,PL51T103 系列,PL51T103N20,PL51T103S16,PL51T103XXXT20R
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型号- CW32 系列,CW32F003,CW32,CW32F003E4P7,CW32F003F4P7
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油烟机在我们的生活中随处可见,随着科技的发展,油烟机的功能也越来越丰富,从最开始的机械按钮,到现在的电容触摸按钮,实际上油烟机的控制面板上面的功能不算复杂,所以主控一般使用8位的MCU也足够了。推荐沁恒8位MCU CH557,非常适合用于这种控制面板场合。
【应用】集触摸功能于一体的8位MCU助力触摸按键墙壁开关,可替换MCU+触摸IC的分立器件方案
Silicon Labs EFM8SB10F8 就是一款集触摸功能于一体的8位MCU,最大量程500pF,最大可支持14路电容触摸按键,其对电容的测量最小分辨率为1fF,灵敏度高,可使墙壁开关在各种环境下都能实现精确的识别;可以替换市面上大多数采用MCU+触摸IC的分立器件方案,简单的软硬件设计,高集成度,快速开发成型,稳定充足的货源。
SILICON LABS EFM8 Sleepy Bee 8-bit Microcontrollers选型表
SILICON LABS 8位MCU选型,基于25MHz Frequency,2~64kB Flash,0.25~4kB RAM等参数进行选型
产品型号
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品类
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MCU Core
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Frequency(MHz)
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Flash (kB)
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RAM (kB)
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Dig I/O Pins
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ADC 1
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Temp Sensor
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Timers (16-bit)
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PCA Channels
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Comparators
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UART
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SPI
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I2C
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HS I2C Slave
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I2S
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EMIF
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CAN
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LIN
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Vdd min(V)
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Vdd max(V)
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Package Type
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Package Size (mm)
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Internal Osc.
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VREF
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Debug Interface
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Temperature Range (ºC)
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EFM8SB10F8G-QFN20
|
Microcontroller
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8051
|
25
|
8
|
0.5
|
16
|
12-bit, 9-ch.
|
Temp Sensor
|
4
|
3
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1
|
1
|
1
|
1
|
0
|
0
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0
|
0
|
0
|
1.8
|
3.6
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QFN20
|
3x3
|
±2
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VREF
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C2
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-40 to 85
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选型表 - SILICON LABS 立即选型
【经验】如何基于8位单片机EFM8SB10实现高可靠性容性触摸按键硬件电路设计?
Silicon Labs 8位单片机EFM8SB10系列,支持容性触摸功能,并以其精度高、功耗低、成本低等特点,被广泛应用在显示屏按键输入、油烟机面板、灶台面板等产品上。 然而,为了保证产品的可靠性及长久性,在硬件电路设计上,需要有多项注意事项,本文将带你详细了解这些内容。
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