电容感应触摸按键设计A-D转换器

时间：2023-11-02 理论教育版权反馈

【摘要】：非接触的按键有多种设计方案，而电容感应触摸按键是低成本的设计方案，多年前大多要使用专门IC来实现。图11-4～图11-6是利用单片机内部ADC设计的电容感应触摸按键的采样电路。图11-4 直接式电容感应触摸按键电路图11-5 半波式电容感应触摸按键电路图11-6 全波式电容感应触摸按键电路图11-7 加了感应弹黄的电容触摸按键电路图11-8 感应弹簧等效电路图11-9 电容感应实验电路

电容感应触摸按键设计A-D转换器

键盘是电路最常用的部件，是人机界面重要的输入方式。目前使用最多的是机械接触式按键，其价格便宜，但机械触点寿命短，很容易出现接触不良而失效的现象。现在兴起的非接触式按键和触摸式按键，因其没有机械触点，所以寿命长，使用方便，克服了机械触点的缺点，正逐步得到广泛的应用。

非接触的按键有多种设计方案，而电容感应触摸按键是低成本的设计方案，多年前大多要使用专门IC来实现。随着单片机性能的提供，在大量实践经验总结的基础上，直接使用单片机来作电容感应按键的技术已经成熟，其中最典型、最可靠的是使用单片机片上ADC作为解决方案，其效果很好。

图11-4～图11-6是利用单片机内部ADC设计的电容感应触摸按键的采样电路。

在实际应用中，使用图11-7所示的感应弹簧来加大手指按下的面积。感应弹簧等效一块对地的金属板，对地有一个电容C_P，当手指按下后，相当于并联了一个对地的电容C_F（如图11-8所示），而与之对应的实际电路如图11-9所示。图中的C_P为金属板和分布电容，C_F为手指电容，并联在一起与C₁对输入的300kHz方波进行分压，经VD₁整流，R₂、C₂滤波后传送到A-D转换器的模拟输入端ADC。当手指触摸上去后，传送给ADC的电压降低，A-D转换数字量减小。只要事先标定出每个按键的特征值，程序通过读出A-D转换值判断，就可以查询判别出某一个键的按键动作。