五步轻松设计出电容式触摸传感器（3）：家电及安全系统中的应用

2024-08-01 来源：elecfans

我们在第2部分介绍了采用电容式感应按键替换机械按键时所需的布局情况，以及智能手机应用实例。在第3部分，我们不仅将介绍更多应用实例，而且还将介绍如何配置MBR器件

步骤3：为您的设计创建配置：

1.家用电器中的触摸按键

触摸按键可在电磁炉等家用电器中使用，取代机械按键。家用电器的用户界面(UI)具有防水性。用户用湿手触摸电磁炉按键是常有的事。同样，水或食物也有可能掉在电磁炉的UI面板上。即使沾上任何液体，按键也能正常工作。也就是说按键既不能寄存假触摸，也不能在有液体的情况下停止对触摸的响应。因此在大量应用中，防水性是电容感应按键的一项重要要求。其次，对用户来说按键触摸最直观的反馈是音频反馈。因此，音频反馈功能是另一项重要要求。

最适合家用电器的MBR器件是采用SOIC封装的产品。它便于焊接，因此比QFN封装更适合家用电器应用。考虑到一款家用电器需要8个按键。因此在MBR器件中选择8个按键。盾牌保护(Shield)是一项由专用引脚支持的功能，该引脚可根据配置支持多种功能中的任何一种。不仅要启用盾牌保护功能，而且还必须合理设计布局，才能使设计具有针对液滴的防水性。还有另一种称为“防护传感器”的功能。该功能也必须启用，才能在UI面板上有大量水或其它液体流过(或者液体覆盖整个UI)时防止按键错误触发。在这种情况下，盾牌保护无法阻止错误触发。防护传感器则可阻止这些极端情况下的假触摸。专用引脚上支持的另一项功能是蜂鸣器。启用该功能可实现音频反馈。我们可根据应用需求设置蜂鸣器驱动信号的频率，进而设定音频反馈的音高。此外，音频反馈的音长也是可配置的。

2.安全系统键盘中的触摸按键

触摸按键也可用于安全系统键盘，通常需要6个按键和6个对应的LED。此外，接近传感器还可在用户的手接近时用来唤醒设备。我们还必须为这些应用选择一个能支持这么多传感器和LED的适当器件。主机不仅可读取按键状态，而且还可采取适当行动。在这些应用中，可使用叫做侧键抑制 (FSS) 的功能防止一次激活一个以上的按键。

如何配置MBR器件：

配置MBR器件需要遵循特定协议。MBR器件提供便于开发人员使用的接口，通过I2C以寄存器形式连接至主机。通过向寄存器映射写入适当的值，可启用、禁用或配置器件功能。主机控制器(例如微控制器)或软件工具(例如用于配置器件的赛普拉斯EZ-Click)可通过I2C访问该寄存器映射。

基本协议：

1.写入寄存器，以启用、禁用或配置器件功能;

2.计算所有可配置寄存器的CRC校验和，并将该值写入CRC寄存器;

3.发出命令，将内容保存至器件的闪存;

4.检查寄存器映射中的错误寄存器，检验保存是否成功;

5.如果保存不成功，请注意错误类型并重新保存。根据错误类型情况返回步骤2或步骤3;

6.如果保存成功，通过软件或硬件发出重置命令，让配置生效。

与典型可编程器件不同，MBR器件不需要任何固件开发或详细设计流程。要让MBR器件准备就绪，只需要对该器件进行配置即可。此外，该配置还可通过赛普拉斯EZ-Click定制工具等软件工具进行简化。现在，我们来讨论配置器件的不同方法以及每种方法的使用时间。

1.通过主机处理器进行配置：

在大多数使用MBR器件的UI应用中，都有一个主机处理器。该MBR可作为从器件，而二者之间的通信链路则是I2C接口。在这些应用中，可通过编程主机处理器来配置MBR器件，可分为三种情形：1)在系统每次上电时，2)以规定的速率，或者3)系统整个生命周期内仅一次。在任何情况下，都可使用多种方法通过主机处理器进行配置。

应用编程接口(API)可作为软件组件互相通信的接口。这些都是MBR器件厂商提供的现成API产品，可将其整合在主机处理器固件中。这有助于主机处理器配置MBR器件，开发人员无需掌握配置该器件所需的应用级协议。

电容式感应控制器厂商提供的API分为高级或低级API。高级API又可分成三个类别：

● 配置器件;

● 读回系统诊断及生产线数据;

● 读回运行时的传感器状态等数据。

这些API可在MBR设计流程的不同阶段使用。

低级API通常是通信(l2C)接口读写API。低级API的需要与否视所使用的主机处理器而定。

2.软件GUI

配置MBR器件的另一种方法是通过GUI来定义设置。赛普拉斯提供的EZ-Click定制工具就是这类工具。这款基于GUI的工具可在设计流程的多个阶段加速设计进程。该GUI通常具有配置器件并从器件读取数据的选项。

为了区分不同的设计阶段，GUI工具通常有不同的选项卡对应于MBR器件所支持的不同类型的功能。例如，EZ-Click定制工具具有以下分类：

● CapSense传感器配置;

● 全局配置;