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中國的小家電產品已逐步走向全球，因而產量逐年大幅度增長。這些產品上無一例外地都要使用按鍵，隨著技術的發展，機械式按鍵已經逐步被觸摸按鍵取代。據統計，電磁爐已經超過50%采用了觸摸按鍵，抽油煙機、消毒柜、熱水器、電飯煲、電壓力鍋、燃氣灶、洗衣機等也都有改用觸摸按鍵的趨勢。 CapsMCU系列電容感應觸摸控制器簡介 CapsMCU是上海普芯達電子有限公司自主設計的一款電容感應觸摸控制器系列，命名為CW88CSxxx。CapsMCUTM的電容感應觸摸控制器可支持16或8個觸摸鍵，排列成8X2或4X2的矩陣形式。 該系列器件分為主機和從機兩大類。從機器件提供UART、SPI或二進制接口，方便與其它MCU或MPU通訊，并可通過開發工具方便地設置觸摸鍵控制器的各種參數如靈敏度、按鍵工作模式、連接方式等；還可以讀取鍵值等應用所需數據。主機器件除了提供觸摸控制VMLTM(虛擬模塊庫)之外，大多數資源都開放給應用，可單機構成完整應用系統。 CW88CSxxx系列主機類器件內部集成了一個8051微控制器核，有8KB片上FLASH和256B片上RAM，還有3KB片上EEPROM。此外，它還有多個I/O口、看門狗、定時器、中斷控制器等，完全采用8051指令集工作。CW88CSxxx系列器件還包含BootROM空間，提供獨特的BootLoader固件，支持ISP功能。 CapsMCU在小家電中的應用實例 這里以CW88CS020在電飯煲中的應用為例。電飯煲系統框圖如圖1所示，CW88CS020在系統中是從機。系統中一共有8個按鍵，由CW88CS020管理，并通過4線二進制接口提供鍵值給主控制器。 CW88CS020是CapsMCUTM系列中的一顆從機器件，其引腳排列如圖2所示。 以連接一個按鍵來說明，CW88CS020管理按鍵的原理如圖3所示。 圖中，S1為觸摸感應傳感器(即按鍵)，S1連接在行輸出CO0和列輸入CK0之間。電容C3是每個列輸入上的公共元件。 CW88CS020輸出按鍵值如表1所示，即用口線的高低電平狀態的組合(二進制)來表示是否有鍵按下以及是哪一個鍵被按下。這種輸出方式對主控制器來說，使用時非常方便，以前采用機械按鍵時的按鍵處理方法在這里都可以使用，而且過去的按鍵掃描工作可以簡單地用讀口線狀態來代替。 觸摸控制參數的設計 使用CapsMCU系列控制器時，控制器的觸摸參數都是可以由用戶根據實際應用環境等條件來設置的。這樣可以極大提高應用設計的適應性和靈活性。而且，普芯達電子還設計了專用的設置調試工具供用戶使用。 這些參數主要包括靈敏度、按鍵工作模式、按鍵個數及排列方式和鍵值等。 ● 靈敏度 控制電容感應的反應靈敏性。每個按鍵都有各自的靈敏度，與應用環境、應用要求、PCB布局布線等因素有關。其值從0到100。 ● 按鍵工作模式 此參數設置應用期望的CapsMCU掃描按鍵時的處理方式，有兩種按鍵工作模式。 模式0：按照行列數從小到大順序掃描。若有鍵按下輸出相應鍵值，沒有按鍵則輸出“無鍵”狀態。若有多鍵同時按下，輸出最后掃描到的被按下的鍵的鍵值。 模式1與模式0的區別在于當有多鍵同時按下時作“沒有按鍵”處理。 ● 按鍵個數、連接方式、鍵值 這幾個參數都是為了方便用戶靈活使用CapsMCU而設置的。 在實際應用中，用戶可能不需要全部8個或16個鍵，因此設置按鍵個數這個參數，就可以完全適應用戶的實際應用情況。 在PCB布板時，每個觸摸鍵也不一定按照行列數從小(第0行第0列CO0CK0)到大順序連接。這樣，設置實際連接方式就可以極大提高用戶布板的靈活性。 還有，用戶可能希望按照自己的設計來確定每個按鍵的輸出鍵值(比如希望CO1CK3上連接的鍵的鍵值是0)。這樣可以兼容以前的設計。 固件設計 CW88CS20控制器有硬件和軟件共同完成觸摸感應控制功能。其固件的主要任務有兩條：一是按鍵的管理，包括參數的調試設置、按鍵的掃描和輸出等；二是抗干擾處理。 目前，CapsMCU的抗干擾處理包括對水滴、流動的水(含開水)、變頻干擾等，都已經通過一些用戶的測試。 結語 CapsMCU的應用非常靈活，抗干擾性能也很優秀，不僅可以用在小家電產品中，也可以用在門禁、空調、LCDTV等多類產品中。 |
