無論是移動電話(huà)和PDA等便攜式消費(fèi)電子産品，還是汽車(chē)、廚房電器、醫療設備以及工(gōng)業和商(shāng)業感測應用，基于直觀式電容性觸摸技術的解決方案都是這些領域的首選人機界面。穩健可靠的電容性觸摸解決方案正在取代傳統的電阻性滑塊、機械按鍵和旋轉控制裝置。

基于電荷轉移的電容性觸摸捕獲技術

基于“電荷轉移”的電容性觸摸捕獲可采用下(xià)列兩種方法來實現。

第一(yī)種方案是将一(yī)個電容未知(zhī)的感測電極充電至已知(zhī)電勢。該電極通常是PCB闆上的一(yī)塊銅區域。最終電荷會被轉移到一(yī)個測量電路。在完成一(yī)個或多個“充電與轉移”周期後對電荷進行測量，可以确定感測闆的電容。把手指放(fàng)在觸摸表面會産生(shēng)外(wài)部電容，因而影響接觸點的電荷流。這就是一(yī)個觸摸操作。

第二種方案采用了一(yī)對感測電極：一(yī)個是發射電極，由邏輯脈沖電荷以間歇模式來驅動；另一(yī)個是接收電極，經由覆蓋闆電介質與發射極耦合。當手指觸摸覆蓋闆時，場耦合減小(xiǎo)，觸摸因此被檢測到。這種驅動、接收和處理邏輯被内置在微控制器(MCU)中(zhōng)，故隻需極少的外(wài)部組件。

兩種方案都有其獨特的優勢，分(fēn)别适合特定的應用。

觸摸功能

       來自基于“電荷轉移”的電容性觸摸捕獲方案的觸摸功能可以分(fēn)爲觸摸屏、觸摸按鍵、滑塊和滑輪。

       觸摸屏功能支持無限次數的觸摸，極大(dà)地改善了用戶體(tǐ)驗，并改變了用戶與電子産品的交互方式。内置的手勢以及能夠忽略無意識操作使得用戶界面既直觀又(yòu)可靠。觸摸屏能夠識别手寫筆、指甲和手套的觸摸，爲手持設備提供了簡便的文本輸入方式。

       觸摸按鍵、滑塊和滑輪一(yī)般适用于單個用戶觸摸，并采用算法來确定觸摸狀态和位置，它與信号強度無關，這一(yī)特性使得觸摸檢測精确可靠。觸摸按鍵、滑塊和滑 輪 功能可以兩種方式集成在産品設計中(zhōng)：固定功能器件方案；MCU觸摸軟件庫(Touch library)方案。

       開(kāi)發人員(yuán)按不同産品設計的具體(tǐ)要求來選擇所需的觸摸功能和解決方案。

       觸摸按鍵、滑塊和滑輪的典型使用環境見表1。

       典型的電容性觸摸傳感器通過各個通道連接至MCU。圖3所示爲使用一(yī)個通道的接近按鍵傳感器、使用一(yī)個通道的觸摸按鍵傳感器和使用一(yī)組三個通道的滑塊/滑輪傳感器。MCU端口引腳可用作觸摸傳感器通道引腳。

固定功能器件方案

       目前市場上提供的解決方案之一(yī)是固定功能觸摸器件，所謂“固定功能”是指一(yī)組隻用于處理觸摸傳感器的器件。因此，固定功能器件就是一(yī)種專用的觸摸微控制器解決方案。固定功能觸摸器件可提供單通道或多通道支持，其觸摸傳感器排列通常是按照用作按鍵、滑塊、滑輪還是這些功能的固定組合而預先配置好的。

       固定功能器件一(yī)般會利用串行接口來向主微控制器更新觸摸狀态信息，該接口通常是一(yī)個I2C兼容接口。或是采用SPI、USART和位觸發(bit banging)等其它接口技術。固定功能器件的觸摸狀态報告往往包括接近按鍵或觸摸按鍵的開(kāi)關(ON/OFF)狀态，滑塊的線性觸摸定位值，以及滑輪的觸摸角度定位值。

       此外(wài)，固定功能觸摸器件還具有一(yī)項額外(wài)的功能，即器件引腳上可輸出頻(pín)閃和脈沖來顯示某種結果，而無需采用串行接口。這意味着按鍵的開(kāi)關狀态或滑塊、滑輪的位置信息并非固定功能觸摸器件唯一(yī)的輸出信息。而對這些數據進行二級處理而獲得的二級數據輸出，可以滿足應用的需求。例如，在電器的功率控制中(zhōng)，觸摸按鍵狀态信息可以轉換爲一(yī)個經過編程的自動關斷延時，以觸發脈沖的形式輸出到器件的某個引腳上，最後關斷電器。

        固定功能器件的特性如下(xià)：是可用的電容性觸摸解決方案；固定功能微控制器可帶有在出廠已編程的固件；相比微控制器觸摸軟件庫方案，把固定功能方案集成到産品設計中(zhōng)所需的工(gōng)作量比較小(xiǎo)；輸出接口和傳感器排列方面的用戶可配置性有限；因爲是由主微控制器完成主要的應用任務，而加入固定功能觸摸器件旨在增加電容性觸摸支持，所以這種方案需要在設計中(zhōng)加入額外(wài)的微控制器。