基于PSoC的CapSense方案可簡化電容性觸摸感測設計

　　張弛振蕩器技術

　　張弛振蕩器技術是PSoC器件執(zhí)行電容性觸摸感測所采用的特定方法。圖2所示為實現(xiàn)張弛振蕩器所采取的PSoC器件配置方式。

　　張弛振蕩器由一個電容性開關、一個充電電流源、一個比較器、一個復位開關、一個PWM和一個定時器組成。電容器上的電壓進行線性充電，直至達到門限為止，觸發(fā)比較器輸出高電平。這將啟動開關，隨后使電容器上的電壓復位至地（這樣充電周期就能夠再次啟動）。其振蕩波形如圖3所示。

　　圖3：張弛振蕩器波形。

　　該振蕩的輸出頻率取決于電容值（Cp）和充電電流。如果一個額外的導電元件（比如手指）不在開關上，則Cp僅由寄生電容組成。如果手指存在，則Cp數(shù)值變大，這是因為除了寄生電容之外，它還包括導電元件所形成的附加電容。電容越大，充電時間越長，振蕩頻率也就越低。振蕩的頻率與振蕩器輸出所驅(qū)動的電容大小相對應。數(shù)字計數(shù)塊提供了一個計數(shù)值（n），該計數(shù)值可被用于確定電容性開關是否已被啟動。

　　數(shù)字計數(shù)塊可通過配置提供兩種不同的測量方法：頻率測量和周期測量。（周期測量法見圖3）。顧名思義，這些測量方法的不同之處在于被測物理量。在周期測量法中，PWM的頻率是固定的，而周期長度是由張弛振蕩器來決定的。相反，頻率測量技術具有一個固定的周期，測量的是PWM頻率的變化（它是由張弛振蕩器的頻率決定的）。在這兩種場合中，PWM輸出都將啟用一個定時器，該定時器的計數(shù)值（n）可與一個特定的門限相關聯(lián)，以實現(xiàn)簡單的接通/關斷開關。或者，由于一個開關可具有高達1/256的內(nèi)插分辨率，因此，定時器的計數(shù)（n）可被用來確定滑塊或觸摸板的位置。易用型PSoC Designer軟件使得上述兩種方法均能夠輕松實現(xiàn)。

　　圖4：CSR配置向?qū)?/P>

　　簡易型功能塊實現(xiàn)設計簡化

　　PSoC器件是一款帶板載8位控制器并具有高靈活性的復雜混合信號陣列。芯片的大部分是由模擬和數(shù)字塊組成，這些模擬和數(shù)字塊受控于可通過配置來實現(xiàn)板載外設（比如：PWM、定時器、計數(shù)器、ADC、可編程增益放大器以及許多其他的部件，均隸屬于同一個器件）的寄存器。由于PSoC器件基于閃存，因此，這些功能塊可進行50，000次的重復配置，甚至可以隨意進行重構(gòu)。

　　嵌入式產(chǎn)品工程師能夠快速地逐個完成這些功能本身的配置，并在寄存器級上與PSoC器件互動；他們也可以通過采用PSoC Designer（可從www.cypress.com網(wǎng)站免費下載）用戶模塊進行功能塊級器件配置控制的方法來節(jié)省大量的設計時間。PSoC Designer包括50多個用戶模塊庫。在用戶模塊的選擇過程中，賽普拉斯為工程師提供了簡單的設計向?qū)Ш蛥?shù)表。

　　圖5：培訓電路板（CY3212 - CapSense）