基于PSoC片上系統芯片的非接觸式感應按鍵界面設計
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3 電容式非接觸按鍵的設計與實(shí)現
3.1 電容式非接觸按鍵的硬件電路設計
電容式非接觸按鍵的硬件電路如圖3所示。該設計中，通過(guò)PSoc芯片CY8C2714循環(huán)檢測感應電極的狀態(tài)來(lái)判斷是否有按鍵按下。該系統的硬件設計非常簡(jiǎn)單，感應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)按鍵感應電極，芯片通過(guò)內部硬件配置和軟件算法，對感應電機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)現在線(xiàn)編程。
本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/151502.htm
3.2 電容式非接觸按鍵的軟件實(shí)現
非接觸按鍵的檢測，須通過(guò)比較器、充電電流源和復位開(kāi)關(guān)組成一個(gè)張弛振蕩器，來(lái)對按鍵電極電容充放電。PSoC內部用戶(hù)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(kāi)關(guān)連接到I/O口上，反相輸入端接內部參考電壓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(xiàn)0?？偩€(xiàn)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(xiàn)。PWM脈寬調制模塊占用1個(gè)數字模塊，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)數字模塊，對PWM輸出的脈沖進(jìn)行定時(shí)。
非接觸式感應按鍵的實(shí)現過(guò)程為：首先設置I/O口的輸出驅動(dòng)模式，開(kāi)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Cp上的電壓線(xiàn)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，重設計數值，置完成標志位。當掃描完成，停止PWM，定時(shí)器中斷服務(wù)完成。最后根據電容感應原理，計算出定時(shí)器的周期數來(lái)判斷是否有按鍵按下。在本設計中，如式（5）所示，選取Csum值，使充放電周期數n＝1000次時(shí)，Vsum到達VTH。當檢測到n F＋P＜800，即Δn＞nTH＝200時(shí)，認為有按鍵下。
結語(yǔ)
本設計中，基于PSoC片上系統芯片的非接觸式感應按鍵界面，有著(zhù)非接觸、可靠和設計簡(jiǎn)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中得到了應用和推廣，所以關(guān)于電容式感應按鍵技術(shù)的應用將會(huì )是嵌入式系統中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。
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