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【亚博yabovip888网页版登录】基于Kinetis平台的电容式触摸键盘设计

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本文摘要:随着现代电子产品的日益改版和智能化发展,嵌入式模块(HMI)获得更加多的注目和应用于,非常丰富了人们的体验,而作为其中最重要的一部分,触控感应器技术也在较慢发展。 触控技术目前来讲主要分成电阻式触控和电容式触控,作为近年来飞速发展的新技术,电容式触控感应器技术以其无机械损耗、寿命长、灵敏度低、节省空间和触碰动作非常丰富等优点获得更加普遍的应用于,与此同时,半导体厂商也大大地发售适当技术的IC以修改硬件设计人员的研发。

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随着现代电子产品的日益改版和智能化发展,嵌入式模块(HMI)获得更加多的注目和应用于,非常丰富了人们的体验,而作为其中最重要的一部分,触控感应器技术也在较慢发展。  触控技术目前来讲主要分成电阻式触控和电容式触控,作为近年来飞速发展的新技术,电容式触控感应器技术以其无机械损耗、寿命长、灵敏度低、节省空间和触碰动作非常丰富等优点获得更加普遍的应用于,与此同时,半导体厂商也大大地发售适当技术的IC以修改硬件设计人员的研发。  飞思卡尔半导体发售的Kinetis系列MCU架构之中映射了高性能的电容式触碰感应器模块TSI模块,强化了电容触碰感应器的稳定性和鲁棒性,同时也很大地修改了设计人员的研发过程。  电容式触碰感应器原理  目前基于IC设计的电容式触碰感应器技术主要有两种:  一种是把电容值的变化转换成电压的变化,再行通过内部类似的电容模数转换器经过A/D取样算数出有电容量;  另一种是把电容值变化转换成内部计数器计数值的变化,在外部电极上产生三角波充放电电压信号,通过对该三角波电压信号的周期展开测量计数来体现外部电极的电容量变化。

  SiliconLabs发售的电容触碰系列MCU使用的是前一种方法。  KinetisK60内部构建的TSI模块使用的则是后面一种方法。  TSI模块通过内部的恒流源对外部电极展开充放电,构成三角波电压信号。

三角波电压信号的周期随着外部电容的变化而变化,而手指作为虚拟世界地附近电极时会导致电容容量的减少,使三角波电压信号周期逆宽。与此同时,TSI模块内部还有一个相同容量的电容包含的振荡器,以其产生的参照时钟节奏对外部电极产生的三角波电压信号的周期展开计数,外部电极电容量的变化引发三角波电压信号周期的变化进而引发测量计数值的变化,再行通过内部加载适当的计数器值才可算数出有电容量变化。

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根据TSI内部运行机制,当电容值远超过原作的启动时阈值时,TSI启动时标志位转录适当的中断请求,构建电容触碰感应器事件的号召。  系统硬件设计  由于使用了具有专用电容触控功能即TSI模块的MCU,因此修改了硬件电路的设计。

一方面增加了开发成本,另一方面也减少了硬件电路的复杂性,强化了系统的稳定性和鲁棒性。  1.电容触控模块设计  内置TSI模块接口很大地修改了硬件设计,只需非常简单地把外部电极通过一个限流电阻串联到适当的TSI模块地下通道上才可。限流电阻主要是为了避免电极与MCU之间的充放电电流过大而伤害MCU,限流电阻的大小根据实际情况而以定。

  2.触碰键盘PCB布局设计  利用具有绝缘漆的覆铜板作为电极板,并使用三角形状覆铜拼凑组合成方形触碰键盘,同时该三角覆铜分别引向适当的模块至TSI模块的地下通道。  系统软件设计  TSI模块不仅修改了电容式触碰键盘硬件上的设计,而且在软件设计方面,通过非常简单的配备涉及寄存器、撰写适当的校准程序和中断服务程序才可驱动电容触碰功能,很大地修改了软件设计流程。本系统软件设计使用中断方式,TSI模块自动展开周期性扫瞄,只有触碰事件再次发生时才启动时中断展开号召,增加CPU开销。  1.TSI模块初始化  对TSI模块的初始化主要是根据实际硬件设计对其涉及寄存器展开操作者,在初始化阶段牵涉到到的涉及寄存器还包括标准化掌控与状态寄存器(TSI0_GENCS)、扫瞄掌控寄存器(TSI0_SCANS)、地下通道使能寄存器(TSI0_PEN),另外还牵涉到到K60MCU内部时钟和插槽配备寄存器等。

  2.TSI模块自校准  TSI模块初始化之后,要构建电容式感应器触碰的检测,还必须对TSI模块展开电容值的校准,取样长时间无手指触碰情况下的电容量即内部计数器的计数值,将其与自定义的死区数值展开相乘和相加之后分别现金阈值寄存器的高部分和较低部分,以此作为标准检测电极电容变化区间,当电容量的变化正处于杀区区间内时,会启动时越界中断,当电容量远超过阈值寄存器的范围时(还包括高于阈值寄存器的较低部分或者低于阈值寄存器的高部分)自动启动时越界中断。  3.TSI模块中断服务处置  TSI模块有多种中断方式,还包括错误中断、超时中断、扫瞄完结中断和越界中断,在K60MCU内部中断机制里,它们分享99号中断向量。

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  同时,飞思卡尔公司免费获取了强劲的触碰感应器软件库(即TSS库)和研发生态系统的反对,可以必要应用于在飞思卡尔Kinetis平台上,可延长了工程开发周期而且也减少了系统的稳定性。


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