采用PSoC片上系統(tǒng)芯片的非接觸式感應(yīng)按鍵界面設(shè)計(jì)
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3 電容式非接觸按鍵的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3.1 電容式非接觸按鍵的硬件電路設(shè)計(jì)
電容式非接觸按鍵的硬件電路如圖3所示。該設(shè)計(jì)中，通過PSoc芯片CY8C2714循環(huán)檢測感應(yīng)電極的狀態(tài)來判斷是否有按鍵按下。該系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)非常簡單，感應(yīng)電極不需要附加任何元器件。I/O口P0.2－P0.6共連接4個(gè)按鍵感應(yīng)電極，芯片通過內(nèi)部硬件配置和軟件算法，對感應(yīng)電機(jī)上是否有手指按下進(jìn)行檢測。另外，PSoC芯片可外接ISSP接口實(shí)現(xiàn)在線編程。
本文引用地址：http://cafeforensic.com/article/148774.htm
3.2 電容式非接觸按鍵的軟件實(shí)現(xiàn)
非接觸按鍵的檢測，須通過比較器、充電電流源和復(fù)位開關(guān)組成一個(gè)張弛振蕩器，來對按鍵電極電容充放電。PSoC內(nèi)部用戶模塊配置如圖4所示。比較器占用一個(gè)模擬模塊。它的同相輸入端多路模擬開關(guān)連接到I/O口上，反相輸入端接內(nèi)部參考電壓VBG作為電容充電閾值VTH，與同時(shí)輸入端進(jìn)行比較。輸出端連接比較邏輯輸出總線0。總線與通用輸出口連通，再把通用輸出口4和通用輸入口4連接在一起，作為PWM的時(shí)鐘輸入線。PWM脈寬調(diào)制模塊占用1個(gè)數(shù)字模塊，其時(shí)鐘輸入連到比較器的輸出，PWM的輸出連接到定時(shí)器的捕獲腳。1個(gè)16位定時(shí)器占用2個(gè)數(shù)字模塊，對PWM輸出的脈沖進(jìn)行定時(shí)。
非接觸式感應(yīng)按鍵的實(shí)現(xiàn)過程為：首先設(shè)置I/O口的輸出驅(qū)動模式，開始掃描按鍵，把按鍵連接到模擬多通道輸入口，使能振蕩器。當(dāng)Cp上的電壓線性增加到閾值時(shí)，比較器輸出高電平。刷新定時(shí)器和PWM的周期數(shù)，重設(shè)計(jì)數(shù)值，置完成標(biāo)志位。當(dāng)掃描完成，停止PWM，定時(shí)器中斷服務(wù)完成。最后根據(jù)電容感應(yīng)原理，計(jì)算出定時(shí)器的周期數(shù)來判斷是否有按鍵按下。在本設(shè)計(jì)中，如式（5）所示，選取Csum值，使充放電周期數(shù)n＝1000次時(shí)，Vsum到達(dá)VTH。當(dāng)檢測到n F＋P＜800，即Δn＞nTH＝200時(shí)，認(rèn)為有按鍵下。
結(jié)語
本設(shè)計(jì)中，基于PSoC片上系統(tǒng)芯片的非接觸式感應(yīng)按鍵界面，有著非接觸、可靠和設(shè)計(jì)簡單的特點(diǎn)。這種方便、靈活的操作界面已在家電和控制系統(tǒng)中得到了應(yīng)用和推廣，所以關(guān)于電容式感應(yīng)按鍵技術(shù)的應(yīng)用將會是嵌入式系統(tǒng)中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
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