一種低功耗觸摸按鍵應用的設計方法

引言
觸摸式按鍵隨著(zhù)iPod等消費類(lèi)電子的流行而迅速發(fā)展，這一方面因為相關(guān)技術(shù)的不斷進(jìn)步，可以提供更加穩定的性能；另一方面也因為同類(lèi)電子產(chǎn)品的基本功能趨同，生產(chǎn)商更加關(guān)注如何為用戶(hù)提供舒適、便捷、具有創(chuàng )意的人機交互界面。在這一點(diǎn)上，與傳統機械式按鍵相比，觸摸式按鍵有著(zhù)其無(wú)法比擬的巨大優(yōu)勢。
現有市場(chǎng)上的觸摸式按鍵方案，其工作原理都是檢測手指觸摸引起的電路微小變化量，進(jìn)而將其轉化為邏輯上的按鍵開(kāi)關(guān)操作。在諸多檢測方法中，又以電容式檢測居多，這種檢測方法在掃描時(shí)需對電容的充放電，因此不可避免會(huì )增加產(chǎn)品功耗。對于一些功耗敏感的應用來(lái)說(shuō)，如何實(shí)現低功耗的觸摸按鍵是關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節。
Cypress作為電容式觸摸按鍵芯片領(lǐng)域的領(lǐng)導者，一直致力提供高效、可靠、貼近用戶(hù)需求的芯片與解決方案。本文即基于Cypress的CY8C22x45系列芯片，介紹了一種低功耗觸摸按鍵應用設計方法。
2.低功耗設計方法
如圖 1所示，對于電容式觸摸按鍵，手指的觸摸會(huì )改變感應電容Cx，當檢測電路對Cx充放電時(shí)，Cx值的變化會(huì )引起電路信號變化，通過(guò)一定的檢測電路可以測量出該變化，從而判斷手指是否存在。不過(guò)，系統整體功耗因為頻繁的掃描Cx的大小而增加。

對于輸入電壓一定的系統來(lái)說(shuō)，其功耗主要取決于平均工作電流，即
Powerave = Vdd * Iave[2] 公式1
其中，Vdd是系統工作電壓，Iave是系統平均工作電流。從公式1中可以看出，系統的功耗由系統的平均工作電流決定。降低平均工作電流的方法通常有兩種：第一種是在不改變系統有效工作時(shí)間的前提下降低系統的工作電流；第二種減少系統的有效工作時(shí)間，增加系統的休眠時(shí)間。往往只采用第一種辦法不能將平均工作電流降低到一個(gè)理想的水平，所以需要結合第二種的方法。在觸摸按鍵系統的實(shí)際工作中將，相當一部分時(shí)間系統處于無(wú)任何按鍵按下的空閑狀態(tài)。在這段時(shí)間內可以用軟件將系統配置為休眠模式。觸摸按鍵芯片一般都提供休眠模式，該模式具有很低工作電流。因此，如果能夠合理安排系統工作時(shí)間，令其空閑時(shí)進(jìn)入休眠模式，就可降低平均工作電流，從而減少系統功耗。