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深圳市深普科技开发有限公司是Cypress触摸相干产物的专业计划公司,
上面是关于Cypress自电容触摸IC的事情道理。

1. CY8C20x34 CapSense 系列功用
Cypress CY8C20x34 是低功耗、高机能、可编程 CapSense 控制器系列,其功用以下:
 
1.1.1  初级触摸式感到功用
 可编程电容式感到组件
     利用 CSA_EMC 电容式感到手艺来撑持一组 CapSense 按钮、滑块和靠近传感器
     包罗用来施行按钮和滑块的集成式 API
     撑持高达 25 个电容式传感器和 6 个滑块
     CY8C20x24 撑持 25 个电容式传感器和 1 个滑块
     撑持高达 2 厘米的靠近感到系统(带有板上 PCB 走线)

加强型抗噪才能
     CSA_EMC 为传导和辐射噪声状况较严峻的使用供给超卓的抗噪机能

低功耗
     用于优化功耗的两种功耗模式
     1.5 mA 活动模式电流;2.6 uA 就寝模式电流

1.1.2  器件特性
高机能、低功耗 M8C Harvard 架构处理器
     高达 2 MIPS,带有 12-MHz 内部时钟、内部时钟旌旗灯号

灵敏的片上存储器
     高达 8 KB 闪存和 512 字节的 SRAM
     撑持仿真型 EEPROM
 
高精度的可编程时钟
     内部主振荡器 (IMO):6/12 MHz ± 5% 
     内部低速振荡器,32 kHz,可以实现看门狗和就寝功用

加强型通用输入/输出 (GPIO) 功用
     高达 28 个通用 I/O (GPIO) ,具有可编程引脚设置
     所有通用 I/O 均具有 20 mA 的灌电流才能
     在所有 GPIO 上撑持内部强上拉式、HI-Z、开漏驱动和强驱动模式

外设特性
     13 位可编程定时器
     看门狗和就寝定时器
     I2C 主控 – 时钟速率为 100 kHz; I2C 从器件 – 高达 400 kHz
     SPI 主控和从器件 – 可设置范畴为 46.9 kHz - 3 MHz

运转条件
     事情电压:2.4 V - 5.25 V
     温度范畴:–40 °C - +85 °C


2.   CapSense 基本原理

CapSense 一种摸式感作方是在预先指定为传感 CapSense 掌握器上丈量 I/O 引脚的电  2-1 每一个传器引脚的总电容能够模仿为值为 CX,1 - CX,n 的等效集总电这些值是针对 n 个传感 设想CY8C20x34 器件连接的内部电路 CX 数量级转换成数字代然后停止存储供前期处其他组件即积分 电容 CINT  CapSense 掌握内部电路来使

 2-1.  CY8C20x34 PSoC 器件中施行的 CapSense 器件


  2-1 每一个传感器 I/O 引脚均经由过程线须要时同时使用两者接至感器层是传 上面的非导电性覆盖层成了该产物的触摸式接手指与外覆层打仗时人体织导电性将接地导电层并行导 入传感器板 2-2 这类摆设组成了平行板电容器其电容由以下得

金沙城中心77016   公式1


此中

CF = 手指与传感器外覆层接时发作感化的电容

ε0 = 自由空间介电常数

εr = 外覆层的绝缘常数介电常

A = 手指与传感器板的交叠面积

D = 外覆层厚度

 2-2. 典范的 CapSense PCB 与经由过程手指激活的传感器之间的横截面


除平行板电容外手指与外层接在手指与紧邻的其导体之间发生边沿电场行板电容器相这些边沿电 场的影响凡是很细微凡是以忽

即便 I/O  (CP)CP 线过孔他导

如接地层其他走线底盘或外中的任金属之间 CapSense 控制器内部寄生电容电场耦互相组

应时发生的CapSense 器丈量连接至传感器引脚的总电容 (CX)

当手指不触摸传感器时

   公式2

手指在传感器板上时CX 即是 CP  CF 的总和  公式3

凡是, CP  CF 大一个数量CP 的范畴凡是为 6 pF 15 pF 但在极度状况下能够高达 50 pFCF 的范畴凡是为

0.1 pF 0.4 pF调校 CapSense 系统CP 的巨细至关有关调校 CapSense 的知会在利用用户模块

调校   
 

2.1 CY8C20x34 中的 CapSense 办法

CY8C20x34 器件撑持 CapSense 逐次迫近电磁兼容性 (CSA_EMC)办法以便将传感器电容 (CX转变成数字代码

CSA_EM办法是以 PSoC Designer 用户模块的情势施行有关阐明见前面章

2.1. CapSense 逐次迫近磁兼容性 (CSA_EMC)

CY8C20x34 器件利用的 CSA_EMC 办法将 CX 嵌入开关式容电路 2-3 

 2-3. CSA_EMC 框图


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恒流源 (iDAC) 为模仿复用器供给的电流量为 IDAC。传感器 (CX别离经由过程开关 Sw1  Sw2 选择性地连接到模仿复用器 (AMUX) 总线和 GND耗尽 AMUX 总线流出的 ISENSOR ISENSOR 的数量级与 CX 的数量级成正开关 Sw1  Sw2 由非堆叠的时钟预充电时来丈量时钟脉 

积分电容 CINT 累计差分电流 IDIFF (IDAC  ISENSOR 之间的差值的积分并提高潜能此电积分连续进直到睁开的 潜能超越 CINT  到达均衡水 ISENSOR 即是 IDAC积分工夫是指成立工夫  

单斜 ADC 用于将 CINT 上的电势转变为数字输出计数称为原始计数并与 CX 此原始数由初级算法进 行转换以便求解传感器的

IDAC 电流是利用逐次迫近法设置从而确保 CINT 上的平电压位于 ADC 的线性转换区

 2-4 暗示从手指触摸传感到开释这段时间内持续扫描数目的 CSA_EM原始计数按照 CapSense 基本原理中的 阐明手指触摸传感器招致 CX 增长 CF,并顺次招致原始数按比例增长经由过程比力稳下原始计数程度到预定阈值 的改变初级算法可以肯定感器是在 On仍是 Off 未触

 2-4. 手指触摸时期的 CSA_EMC 原始计数


 




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