使用普通IO口实现电容触摸感应的解决方案
技术背景
现在电子产品中，触摸感应技术日益受到更多关注和应用，不仅美观耐用，而且较传统机械按键具有更大的灵敏度、稳定性、可靠性，同时可以大幅提高产品的品质。
触摸感应解决方案受到越来越多的IC设计厂家的关注，不断有新的技术和IC面世，国内的公司也纷纷上马类似方案。
Cpress公司的CapSense™技术可以说是感应技术的先驱，走在了这一领域的前列，在高端产品中有广泛应用，MCP推出了mTouch™，AT也推出了QTouch™技术，FSL推出的电场感应技术与MCP 的电感触摸也别具特色，甚至ST也有QST产品。
但是目前所有的触摸解决方案都使用专用IC，因而开发成本高，难度大，而本文介绍的基于RC充电检测（RC Acquisition）的方案可以在任何MCU上实现，是触摸感应技术领域革命性的突破。
首先介绍了RC充电基础原理，以及充电时间的测试及改进方法，然后详细讨论了基于STM8S单片机实现的硬件、软件设计步骤，注意要点等。
一、RC充电检测基本原理
RC充电检测基本原理是对使用如PCB的电极式电容的充电放电时间进行测量，通过比较在人体接触时产生的微小变化来检测是否有‘按下’动作产生，可选用于任何单独或多按键、滚轮、滑条。
如图1(a)所示，在RC网络施加周期性充电电压Vin，测量Vout会得到如(b)的时序，通过检测充电开始到Vout到达某一门限值的时间tc的变化，就可以判断出是否有人体接触。
图2显示出有人体接触时充电时间会变长。
实现电路如图3，使用一个I/O口对PCB构成的电容充电，另一个I/O口测量电压，对于多个按键时使用同一个I/O口充电。
R1通常为几百K到几M，人体与PCB构成的电极电容一般只有几个pF，R2用于降低噪声干扰，通常为10K。
二、充电时间测量方法
对充电时间的测量可以使用MCU中定时器的捕捉功能，对于多个按键一般MCU没有足够的定时器为每个按键分配一个，也可以使用软件计时的方法，这要求能对MCU的时钟精确计数，并且保证每个周期的时钟个数保持一定。
这种情况通常要求对按键使用一个独立的MCU，以保证不被其他任务中断。
为了提高系统的可靠性和稳定性，改进的测量方法是对Vout进行高和低两个门限进行测量。
如图4所示，通过对t1和t2的测量，从而达到更可靠的效果。
另外，多次测量也是有效的降低高频干扰的有效方法。
实际应用中可以使用数字信号的方式直接测量t1和t2，因为数字信号的‘1’和‘0’也都有最高与最低输入门限。
使用软件查询方式测量，通过固定频率检测输入脚，其中‘0’的个数就是t1，‘1’的个数就是t2，实际上就是输入信号上升到VIHmin和下降到VILmax的时间。
技术背景
现在电子产品中，触摸感应技术日益受到更多关注和应用，不仅美观耐用，而且较传统机械按键具有更大的灵敏度、稳定性、可靠性，同时可以大幅提高产品的品质。
触摸感应解决方案受到越来越多的IC设计厂家的关注，不断有新的技术和IC面世，国内的公司也纷纷上马类似方案。
Cpress公司的CapSense?
技术可以说是感应技术的先驱，走在了这一领域的前列，在高端产品中有广泛应用，MCP推出了mTouch?，AT也推出了QTouch?技术，FSL推出的电场感应技术与MCP的电感触摸也别具特色，甚至ST也有QST产品。
但是目前所有的触摸解决方案都使用专用IC，因而开发成本高，难度大，而本文介绍的基于RC充电检测（RC Acquisition）的方案可以在任何MCU上实现，是触摸感应技术领域革命性的突破。
首先介绍了RC充电基础原理，以及充电时间的测试及改进方法，然后详细讨论了基于STM8S单片机实现的硬件、软件设计步骤，注意要点等。
一、RC充电检测基本原理
RC充电检测基本原理是对使用如PCB的电极式电容的充电放电时间进行测量，通过比较在人体接触时产生的微小变化来检测是否有‘按下’动作产生，可选用于任何单独或多按键、滚轮、滑条。
如图1(a)所示，在RC网络施加周期性充电电压Vin，测量Vout会得到如(b)的时序，通过检测充电开始到Vout到达某一门限值的时间tc的变化，就可以判断出是否有人体接触。
图2显示出有人体接触时充电时间会变长。
实现电路如图3，使用一个I/O口对PCB构成的电容充电，另一个I/O口测量电压，对于多个按键时使用同一个I/O口充电。
R1通常为几百K到几M，人体与PCB构成的电极电容一般只有几个pF，R2用于降低噪声干扰，通常为10K。
二、充电时间测量方法
对充电时间的测量可以使用MCU中定时器的捕捉功能，对于多个按键一般MCU没有足够的定时器为每个按键分配一个，也可以使用软件计时的方法，这要求能对MCU的时钟精确计数，并且保证每个周期的时钟个数保持一定。
这种情况通常要求对按键使用一个独立的MCU，以保证不被其他任务中断。
为了提高系统的可靠性和稳定性，改进的测量方法是对Vout进行高和低两个门限进行测量。
如图4所示，通过对t1和t2的测量，从而达到更可靠的效果。
另外，多次测量也是有效的降低高频干扰的有效方法。
实际应用中可以使用数字信号的方式直接测量t1和t2，因为数字信号的‘1’和‘0’也都有最高与最低输入门限。
使用软件查询方式测量，通过固定频率检测输入脚，其中‘0’的个数就是t1，‘1’的个数就是t2，实际上就是输入信号上升到VIHmin和下降到VILmax的时间。
三、PCB设计注意事项
不论是单按键、多按键、滑条、滚轮设计，还是混合应用，都可以使用一个I/O进行充电，即可减少资源应用，又可以因使用同一定时标准从而简化软件设计。
用于传递按键信号的线一定要足够的细，以降低线路造成的电容的影响，信号线间距为两倍线宽，不同组的信号间距应保证3mm～5mm。
同组的信号线长度应尽量保持一致，不同组的信号线不可以交叉。
独立按键的形状可设计为、圆、三角或正多边形，尺寸以10mm～15mm为宜。
滑条的形状可以是长方形或锯齿形，滚轮可以设计为幅射的扇形或环形，也可以是交错的齿轮，每个部分之间应保持0.2～0.5mm。
按键PCB层不应该覆铜，否则会影响感觉的灵敏度，而反面可以覆铜，可以减少干扰。
按键除设计为单通道模式，还可以设计为多通道模式，通过对附近按键的感应信号强度判断手指的位置，甚至可设计出‘连续’的滑动效果。
LED经常在感应设计中用来指示按键是否有效按下，注意按键的地或电源线就尽量短，线路较长时宜增加1nF的滤波电容。
另外，建议电源电路使用线性电源而不是开关电源，这对提高感应灵敏度很重要。
四、软件设计流程
ST公司设计了完整的基于RC充电检测的电容式感应触摸方案的完整设计，包括PCB和完整的源程序，以及基于STM8S的标准触摸感应库（Touch Sense Library：TSL）和应用API接口，采用易于移植的C设计，用户可以方便地应用于其他任何MCU系统中。
因为RC充电理论涉及的专利已经对公众开放，所以完全没有专利的限制。
图7是ST的触摸感应设计库TSL的架构示意。
ST的TSL内容包括滤波和校正算法，环境变化系统，自动根据环境温度、湿度、电压、灰尘等因素调整配置参数。
提供了包括单通道和多通道的感应设计API函数，层次驱动的项目工程。
基于STM8Sxxx-TS1－EVAL演示板的软件在STVD开发平台下设计，使用COSMIC－C语言编译器，包括完整的源代码，篇幅有限，不能详述。
结论：通过实验，我们使用STM8S的触摸感觉按键与CY的CAPSENSE触摸按键的效果进行了对比，结果证明二者在灵敏度与可靠性方面不相上下，在水浸、增加覆盖物情况下，本方案适应性更佳。
浅谈电容触摸技术的各类解决方案
浅谈电容触摸技术的各类解决方案摘要：各类家电的操作器普遍采用触摸按键的方式对设备进行控制，在抗干扰以及响应速度上有不错的表现，结构上不易损坏，而且也有整体性的外观亮点。
其中电容式触摸按键响应快被广泛使用，本文针对电容触摸方式探讨了各公司提出和设计的电容触摸按键解决方案以及设计所需注意事项。
关键词：电容；触摸按键；Brief discussion on various solutions of capacitive touch technology（TCL Air Conditioner（ZhongShan）Co.,Ltd, 528400）Abstract:The operators of all kinds of household appliances generally use touch keys to control the equipment, in the anti-interference and response speed has a good performance, the structure is not easy to damage, but also has the overall appearance of bright spots. Capacitive touch key response is widely used. This paper discusses the capacitive touch key solutions proposed and designed by various companies and the matters needing attention in design.Key words: capacitance; Touch key;引言电容传感器可以解决许多不同类型的传感和测量问题。
它们能够被集成到一个印刷电路板或一个微芯片中，并且具有非常优秀的精确性，对温度良好的稳定性，以及很少的耗电量。
电容触摸方案
三、方案详述
1.合法合规性
（1）严格遵守国家关于电子信息产品的相关法规及标准；
（2）选用环保材料，确保产品对人体及环境无害；
（3）符合RoHS指令要求，降低有害物质含量；
（4）进行可靠性测试，确保产品在正常使用条件下的性能稳定。
2.技术选型与设计
（1）触摸技术：采用高性能、多点触控的电容触摸技术；
（2）采用高精度生产设备，提高生产效率；
（3）加强生产过程控制，降低不良率；
（4）成品检测：确保产品符合设计方案。
四、实施策略
1.组建专业的项目团队，明确各成员职责；
2.编制详细的设计文档，指导设计工作；
3.开展技术选型、设计优化、算法优化等工作；
4.组织生产制造，确保产品质量；
5.进行产品测试，验证方案效果；
6.持续优化，提升产品性能。
五、风险评估与应对措施
1.技术风险：关注行业动态，及时更新技术方案；
2.合规风险：与政府部门保持沟通，确保方案合法合规；
3.市场风险：深入了解市场需求，适时调整产品策略；
4.生产风险：加强生产过程控制，提高生产效率。
六、总结
本方案旨在为某电子产品提供一整套合法合规、性能优越的电触触摸解决方案，满足市场需求，提升用户体验。在实施过程中，需密切关注各方面风险，确保项目顺利进行。通过本方案的实施，将为产品带来更高的市场竞争力，满足用户需求。
1.确保电容触摸技术的合法合规性，遵循相关法规和标准；
2.提高触摸屏的灵敏度、准确性和稳定性；
3.提升用户体验，降低误触率；
4.优化触摸屏结构设计，降低成本。
三、方案内容
1.合法合规性
（1）遵循国家相关法规和标准，如《电子信息产品污染控制管理办法》等；
单片机高低电平实现电容触摸的原理
单片机高低电平实现电容触摸的原理
单片机实现电容触摸的原理可以简述为以下几个步骤：
1. 创建一个电容传感器电路：通过一个电容传感器电路将电容传感器与单片机连接起来。
该电路一般由一个电容触摸键与一个固定的参考电容组成。
2. 输出引脚设置为输出模式：将单片机的一个IO引脚设置为输出模式，将电容触摸键的控制电压输出到该引脚。
3. 创建一个短路：将输出引脚与接地进行短路，使得电容触摸键与参考电容形成一个带有电荷的电容电路。
4. 引脚设置为输入模式：将IO引脚设置为输入模式，停止输出控制电压。
5. 监测电压变化：开始监测IO引脚上的电压变化，由于电容触摸键的引脚与参考电容电路共享一个电容，当有物体触摸电容键时，电容的电荷将被改变，从而导致IO引脚上的电压变化。
6. 判断触摸：通过动态地监测IO引脚上电压的变化，可以判断是否有物体触摸了电容触摸键。
当监测到电压变化时，即可认为有物体触摸了电容触摸键，并进一步进行相应的处理。
总结来说，单片机实现电容触摸的原理是通过监测IO引脚上电压的变化，来判断是否有物体触摸了电容触摸键。
电容触摸方案
电容触摸方案电容触摸方案概述电容触摸方案（Capacitive touch solution）是一种近年来广泛应用于各类电子设备中的交互技术。
它通过感应人体电荷的变化，实现了简便、快速、灵敏的触摸操作。
本文将介绍电容触摸方案的工作原理、常见应用场景和优势。
工作原理电容触摸方案基于电容传感技术，利用人体的电荷来实现触摸操作的识别。
其工作原理是通过在触控面板上布置一组导电层，当用户接近触摸面板时，电容就在用户与导电层之间建立起了电荷复合的路径。
触摸面板一般由两层导电层构成，分别为导电玻璃（ITO）层和导电背板层。
导电玻璃层用于接收用户触摸的电荷信号，而导电背板层则用于补偿电容变化。
当用户触摸导电玻璃层时，导电层之间的电容值会发生变化，通过测量电容变化的大小和位置，可以准确地判断用户的触摸操作。
应用场景电容触摸方案广泛应用于各类电子设备中，以下是一些常见的应用场景：智能手机和平板电脑电容触摸方案在智能手机和平板电脑中被广泛采用。
通过触摸屏幕进行手势操作，用户可以轻松地切换应用、滑动屏幕、放大缩小等。
电容触摸方案具有快速响应、精准识别和高灵敏度等特点，提供了更加便捷的用户体验。
汽车导航系统电容触摸方案在汽车导航系统中的应用越来越普遍。
通过在中控屏幕上采用电容触摸屏，驾驶员可以轻松地控制导航、音响、通信等功能。
与传统的按钮操作相比，电容触摸方案更加直观、易于操作。
家电控制面板电容触摸方案也被应用于家电控制面板中，如空调遥控器、电灯开关等。
通过电容触摸屏，用户可以方便地调节温度、切换模式、打开关闭设备等操作。
电容触摸方案在家电领域的应用，提升了产品的外观设计和用户交互体验。
优势电容触摸方案相比其他触摸技术具有许多优势，包括：更好的用户体验电容触摸方案响应速度快，触摸灵敏度高，可以提供更好的用户体验。
用户可以通过轻触、滑动、缩放等手势进行操作，更加直观和便捷。
抗干扰能力强电容触摸方案在设计上考虑了抗干扰能力，能够有效地抵御外界的电磁干扰。
电容式触摸按键解决方案
电容式触摸按键解决方案一、方案简介在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中,触摸按键已被广泛采用.由于其具有方便易用,时尚和低成本的优势,越来越多的电子产品开始从传统机械按键转向触摸式按键.触摸按键方案优点:1、没有任何机械部件,不会磨损,无限寿命,减少后期维护成本.2、其感测部分可以放置到任何绝缘层〔通常为玻璃或塑料材料〕的后面,很容易制成与周围环境相密封的键盘.以起到防潮防水的作用.3、面板图案随心所欲,按键大小、形状任意设计,字符、商标、透视窗等任意搭配,外型美观、时尚,不褪色、不变形、经久耐用.从根本上解决了各种金属面板以与各种机械面板无法达到的效果.其可靠性和美观设计随意性,可以直接取代现有普通面板〔金属键盘、薄膜键盘、导电胶键盘〕,而且给您的产品倍增活力！4、触摸按键板可提供UART、IIC、SPI等多种接口,满足各种产品接口需求.二、原理概述如图1所示在PCB上构建的电容器,电容式触摸感应按键实际上只是PCB上的一小块"覆铜焊盘〞,触摸按键与周围的"地信号〞构成一个感应电容,当手指靠近电容上方区域时,它会干扰电场,从而引起电容相应变化.根据这个电容量的变化,可以检测是否有人体接近或接触该触摸按键.接地板通常放置在按键板的下方,用于屏蔽其它电子产品产生的干扰.此类设计受PCB 上的寄生电容和温度以与湿度等环境因素的影响,检测系统需持续监控和跟踪此变化并作出基准值调整.基准电容值由特定结构的PCB产生,介质变化时,电容大小亦发生变化.图1 PCB上构建开放式电容器示意图三、方案实现该系列电容式触摸按键方案,充分利用触摸按键芯片内的比较器特性,结合外部一个电容传感器,构造一个简单的振荡器,针对传感器上电容的变化,频率对应发生变化,然后利用内部的计时器来测量出该变化,从而达到响应触摸功能的实现.该芯片内部本身集成了电容式触摸传感模块,可以做到一个I/O口对应一个按键,外围电路简洁、无需外部组件的情况下即可通过片上振荡器和电容式触摸感应IO实现触摸按键接口；1.8-3.6V宽电压工作X围,支持电池供电.超低功耗触摸按键待机电流消耗可低至1uA、最大工作电流0.8mA;MCU内部的数控振荡器<DCO>,可提供高达16MHz的频率,能在1uS时间内激活并实现稳定工作.MCU上电启动自动校准,生产、测试过程简单；可支持按钮、滑块、滚轮以与近距离传感器；适用于5mm以内的任何绝缘材料、如玻璃、陶瓷、塑料等；灵敏度可调节,具有很高的调节性；具有先进的防干扰措施,防止按键误动作,全自动补偿,不受环境温湿度影响.通讯接口多样性：提供IIC、SPI、UART等接口.图2 方案示意图四、触摸按键原理图图3 子机21键触摸按键方案原理图五、实物图片图4 无绳子机21键PCB六、电路板布局注意事项：1．将电路连接到触摸板由于电线会增加基准电容,因此应尽量缩短触摸板的连接线.由于弯曲可能影响整个电容变化,连接线应尽可能保持稳定的形状,这点同样非常重要.由于触摸板驱动电路本身具有高阻抗,因此应避免将高速或大电流驱动电线靠近触摸板电线.1.触摸板的形状和大小可使用标准实体填充的圆形或方形按键板. 可在按键板上钻孔以便提供背光,这不会影响电容性能. 按键板周围通常是接地区域. 可以使用网状和实体填充. 与接地区域的间隙通常为按键板尺寸的1/20. 如果使用10mm的按键板,则适合使用0.5mm的间隙〔请参见图5〕.图5 触摸板的大小和形状在滚动条应用中,按键板应紧密地封装在一起. 在此情况下,未使用的相邻按键板将通过器件接地.这将在活动按键板周围形成动态接地平面.通常,按键板尺寸越大,其敏感度就越高.该限制是当手指无法覆盖按键板区域时,增加按键板尺寸并不会产生更好的效果.按键板与接地平面之间的间隙也会影响其敏感度.在滚动条应用中,按键板不能太大,这一点很重要. 普通手指应能覆盖一个半大小的触摸板.2.PCB厚度与非活动表面接地由于电容器传感器板通常放置在其它电子器件的顶部,这有助于将地线排在PCB的下侧,使传感器能够屏蔽下方电子器件产生的辐射噪声.如果采用FR4材料,PCB的厚度对传感器影响不大. 若采用柔性PCB材料,如聚酰亚胺薄膜<Kapton>,那么材料越薄,下方的接地板就更靠近传感器按键的表面,且可能干扰其电容性能. 通过使用40%或更小的网状接地可以减小耦合区域,从而能够降低此影响.七、覆盖1．覆盖材料选择覆盖材料时须考虑两大因素：电容耦合性能〔介电常数〕静态击穿特性表1显示了一些常用材料的介电常数：材料的介电常数越高,手指与传感器板之间的电容耦合性能就越佳.除空气和某些木头外,上述材料非常适合用作覆盖材料.由于空气具有较低的电容耦合特征,因此应尽量不要在传感器板与覆盖材料之间留有空隙.空隙还可能聚集水分,当温度突然改变时这些水分可能凝聚到传感器表面. 请参阅8.3 Section了解有关粘合和填充复合材料的信息.表2显示通过覆盖一些常用材料,可避免出现12kV损坏的最小厚度：要增强ESD保护,可添加一层聚酰亚胺薄膜,这可以大幅提高覆盖层的击穿容限.2. 覆盖层厚度与敏感度对比覆盖层厚度通常与敏感度成反比,也成反向指数关系.诸多因素可能影响电容传感板的敏感度：按键板尺寸覆盖层材料与其厚度感应方法增益〔包括IIR滤波器增益和时钟速度〕3.粘合和其它填充复合材料在大多数应用中,传感器电极与覆盖层材料之间应密封耦合.设计人员可以在填充表中选择以机械方式还是粘合方式将覆盖层材料按压在PCB板上.选择粘合剂时须考虑两大因素：材料不得携带电荷并且不得影响电容性能〔因此,它应当为绝缘体〕.材料不会吸收水分.3M™ 467MP和468MP高性能丙烯酸双面胶带具有4.2mil 58磅涂有聚乙烯的牛皮卡纸,是此应用的理想选择.技术支持：胡立忠：0752-*******转816 ：0752-*******：402290722八、通讯协议描述：3.通讯总线：a.工业标准NXP I2C 总线协议.b.本部件工作在SLA VE模式.c.可支持最大速率：400Kbps.d.本部件I2C地址〔7位〕0x6E.*MASTER读数据指时序：Start->发写命令〔0xDC〕->等待应答->写字节偏移地址<0x00>< 本方案直接从0X00开始读数据>->等待应答-> Stop->Start->发读命令<0xDD>->等待应答->读数据->非应答->Stop其它指令请参考标准I2C协议,不再详述.2．中断Pin置低：检测到按键,从0x00地址开始读4个字节按键数据.置高：无任何按键被检查到.3.I2C寄存器定义所有寄存器初始值：0x00Bit置1：对应按键按下.Bit置0：对应按键释放.DECT彩屏子机触摸按键图片数字无绳子机21键键值对应表：V oIP+DECT+MID方案触摸按键图片VoIP座机按键丝印板图座机按键键值对应表：。
YS801A电容式感应触摸芯片应用设计解决方案
电容式触摸感应检测按键是近年来迅速发展起来的一种新型按键。
它可以穿透绝缘材料外壳(玻璃、塑料等)，它没有传统金属触摸人体直接接触金属片而带来的安全隐患，也没有传统轻触按键的机械触点寿命缺陷。
电容式感应按键做出来的产品防水，防尘，可靠耐用，美观时尚，便于生产安装以及维护。
原理触控焊盘自身存在一个分布电容。
当手指或者其它物体接近触控焊盘时，触控焊盘周围的环境（地）改变，导致其分布电容发生变化。
这种变化由触控芯片内部的专用电路转换成频率信号后，交给芯片内部软件处理，而后作出相应的控制动作。
特性支持 1 个感应按键支持 I/O 口开漏输出指示按键触发状态高效的 RF 噪音抑制能够防水自动基线跟踪和自校准简单的灵敏度调节，只需调整一个外部电容（CR）即可低功耗电源电压 2.8-5.5V封装为 SOT23-6L应用：用于替代按键数量少的机械按键的方案。
管脚定义及说明管脚图管脚说明电气特性极限参数供电电压............................V SS -0.3V~V SS +6.0V 端口输入电压........................V SS -0.3V~V DD +0.3V 存储温度..................................-50˚C~125˚C工作温度...................................-40˚C~85˚CIOL 总电流..................................80mAIOH 总电流..................................80mA总功耗......................................500mW注：这里只强调额定功率，超过极限参数所规定的范围将对芯片造成损害，无法预期芯片在上述标示范围外的工作状态，而且若长期在标示范围外的条件下工作，可能影响芯片的可靠性。
电容式触摸感应按键技术及常见问题解决办法
电容式触摸感应按键技术及常见问题解决办法浅谈电容式触摸感应按键技术及常见问题解决办法市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键，以取代传统的机械式按键。
针对此趋势，Silicon Labs公司推出了内置微控制器（MCU）功能的电容式触摸感应按键（Capa citive Touch Sense）方案。
电容式触摸感应按键开关，内部是一个以电容器为基础的开关。
以传导性物体（例如手指）触摸电容器可改变电容，此改变会被内置于微控制器内的电路所侦测。
图1：电容式触摸感应按键的基本原理一种可侦测因触摸而改变的电容的方法电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。
如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。
如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。
所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。
具体测量的方式有二种：（一）可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。
如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。
（二）也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。
如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。
Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器（MCU）系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。
而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。
图2：Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器（MCU）系列以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。
与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是（3+N）电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。
电容式触控技术及方案
电容式触控技术主要是应用人力的电流感应技术进行工作。
当手指触摸到金属层上时，人体电场、用户和触控屏表面形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电容是直接导体，于是手指从接触点吸走一个很小的电流，这个电流从触控屏四角上的电极中流出，经过四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置信息。
目录∙电容式触控技术优点∙电容式触控技术缺点∙电容式触控技术的工作原理∙ADI的电容式触摸技术解决方案∙电容式触控技术的发展动力及趋势电容式触控技术优点∙与电阻式触控屏和电磁式感应板相比，电容式触控屏表现出了更加良好的性能。
由于轻触就能感应，使用方便。
而且手指与触控屏的接触几乎没有磨损，性能稳定,经机械测试使用寿命长达30年。
另外，电容式触控屏原理整个产品主要由一块只有一个高集成度芯片的PCB组成，元件少，产品一致性好、成品率高。
电容式触控技术缺点∙代表流行风向标的iPhONe上使用电容式触控屏无疑进一步印证了其拥有的各项优势。
然而，瑕不掩瑜，电容电容式触控屏原理式触控屏也面临着以下一些挑战:由于人体成为线路的一部分，因而漂移现象比较严重：电容式感应输入技术在中小尺寸平板显示器上输入或控制点状目标(如点击软键盘上的电话号码或输入中英文字)时的性能有待改进：温度和湿度剧烈变化时性能不够稳定，需经常校准：不适用于金属机柜：当外界有电感和磁感的时候，可能会使触控屏失灵。
电容式触控技术的工作原理∙电容式触控面板的应用需由触控面板(Touch Panel)、控制器(Touch CONtroller)及软件驱动程序(Utility)等3部分分别说明。
∙触控面板∙一般电容式触控面板是在透明玻璃表面镀上一层氧化锑锡薄膜(ATO Layer)及保护膜(Hard Coat Layer)而与液晶银幕(LCD Monitor)间则需作防电子讯号干扰处理(Shielded Layer)。
下图为电容式触控面板的侧面结构。
PSoC电容式触摸感应技术
PSoC电容式触摸感应技术PSoC是由Cypress半导体公司推出的具有数字和模拟混合处理能力的可编程片上系统芯片，某些系列的PSoC（如CY8C21X34系列），由于其内部配备的特殊资源，使得它可以很容易地实现电容式触摸感应功能，仅需少量的几个外置分立元件，可以将每一个通用的I/O都配置为电容感应输入。
电容式触摸感应原理如图1所示，电路板上两块相邻的覆铜之间存在一个固有的寄生电容Cp，当手指（或其他导体）靠近时，手指和两块覆铜之间又产生新的电容，这些电容相当于并联到原来的Cp之上，当我们把其中一块覆铜连接到PSoC的模拟I/O上，另一块连接到地上，就可以通过测量电容的变化来判断手指的存在。
我们把连接到PSoC上的覆铜称之为电容传感器（Capacitive Sensor），电容传感器上需覆盖绝缘材料（产品外壳）。
通过在PSoC内部搭建电路并用内建8位处理器的程序来控制电路的运作，就可以把电容的变化转化成计数值的变化，进而转化成按键动作所需要的开关量。
PSoC内部有几种预先设计好的电容感应用户模块，用户模块可以看作是硬件电路配置与软件库函数（API）的集合，用户所需要做的就是在PSoC开发环境（PSoC designer）中将用户模块配置到数字/模拟阵列中，开发环境会自动生成硬件寄存器配置及库函数，剩下的工作就是一些用户模块参数的调整，以及应用代码的编写。
整个开发过程非常直观、流畅，对于有嵌入式系统开发经验的工程师来说，很快就会得心应手。
电容式感应技术为工业设计提供新的思路有了电容式感应技术，工业设计师首先能想到的就是把传统的机械按键换成电容式的感应开关。
这增加了工业设计的灵活性，因为电容式开关可以隐藏在一块完整的表面下边，不需要像机械按键那样需要预留机械部件运动的空间。
在有些便携式产品上，设计师希望能在产品上赋予自然的灵性，比如像贝壳一样的MP3播放器、像卵石一样的手机，用电容式开关取代机械按键可以在最大程度上还原设计师的构思，让产品外观有浑然天成的效果。
电容触摸感应原理与应用
电容触摸感应原理与应用1．电容触摸感应基本知识首先，人体是具有一定电容的。
当我们把PCB上的铜画成如下形式的时候，就完成了一个最基本的触摸感应按键。
上图左边，是一个基本的触摸按键，中间圆形绿色的为铜（我们可以称之为“按键”），在这些按键中会引出一根导线与MCU相连，MCU通过这些导线来检测是否有按键“按下”（检测的方法多种多样，这将在后面章节中谈到）；外围的绿色也是铜，不过外围的这些铜是与GND大地相连的。
在“按键”和外围的铜之间是空隙（我们可以称为空隙d）。
上图右边是左图的截面图，当没有手指接触时，只有一个电容Cp ，当有手指接触时，“按键”通过手指就形成了电容Cf 。
由于两个电容是并联的，所以手指接触“按键”前后，总电容的变化率为C% = ((Cp+Cf)-Cp)/Cp = Cf/Cp ………………公式1下图更简单的说明了上述原理。
2．电容感应触摸器件的参数选择弄清楚了上述原理后很自然的就会想到下面两个问题：①空隙d的大小应该为多少呢？即“按键”与地之间的距离为多少？d 的大小会不会影响“按键”的性能？②“按键”的大小应该为多少呢？它的形状、大小会不会影响“按键”的性能呢？为了弄清楚这两个问题，我们首先介绍公式2：在这个公式中d就是我们所说的空隙的间距，A表示的“按键”面积的大小，C表示没有手指接触按键时电容的大小Cp。
显然，空隙间距d越大，Cp越小；面积A越大，Cp越大。
已知手指触摸产生的电容范围为5~15pf，这是一个非常小的容值。
当Cp非常小时，公式1中的C%将会比较大，也就是说MCU更加容易检测到这个电容值的变化。
基于这种考虑，对于FR4 材料的PCB（1~1.5mm 厚度）板来说我们一般选取d=0.5mm，按键的面积A一般选取成人手指大小即可。
3．电路板底层的覆铜处理前面我们说的都是在电路板的顶层如何绘制触摸按键。
下面我们来看看电路板的底层如何覆铜。
首先，在电路板底层覆铜是很有必要的，这些接地的覆铜能够最大限度的降低触摸按键的噪声以及外部环境对触摸按键的影响。