EFM32的電容式觸開(kāi)關(guān)方案

針對EFM32的低功耗特性以及LESENSE接口的應用特色，本文將詳細闡述基于EFM32的電容式觸開(kāi)關(guān)方案。

　　LESENSE簡(jiǎn)介

　　LESENSE接口是EFM32微控制器利用片上外設實(shí)現可配置傳感器檢測的低功耗接口。傳感器接口檢測到的結果可由LESENSE配置16狀態(tài)的狀態(tài)機進(jìn)行解碼，也可以保存在緩沖區中，由CPU或DMA進(jìn)行進(jìn)一步的處理。

　　LESENSE除了能在功耗模式EM0和EM1下工作外，還可以在低功耗模式EM2下，通過(guò)配置它為事件輸入喚醒CPU。

　　LESENSE特性

　　EFM32的LESENSE接口具有低功耗、可配置特性靈活的特點(diǎn)：

　　· 多達16通道的傳感器接入，支持電感式、電容式、電阻式傳感器檢測輸入;

　　· 在EM0、EM1、EM2模式下，自動(dòng)傳感器檢測;

　　· 高度可配置的傳感器檢測結果解碼;

　　· 傳感器事件中斷;

　　· 提供外部傳感器可配置使能信號;

　　· 多達16個(gè)可保存傳感器檢測結果的環(huán)形緩沖區。

　　智能觸控開(kāi)關(guān)方案

　　(一)、應用背景

　　隨著(zhù)電容式觸控技術(shù)的發(fā)展與成熟，它在消費電子、智能家居、白色家電上的應用也日趨廣泛，得到眾多用戶(hù)的青睞。在我們日常生活中，例如電磁爐、烤箱、洗衣機等家電類(lèi)產(chǎn)品都是采用不透明玻璃面板和電容式觸控按鍵實(shí)現美觀(guān)時(shí)尚的操控界面。電容式觸控按鍵相對于傳統的機械開(kāi)關(guān)具有耐用、美觀(guān)時(shí)尚、易于清潔等優(yōu)點(diǎn)，而且可擴展性良好，能夠軟件實(shí)現復雜的用戶(hù)操控功能，例如雙擊、多點(diǎn)觸控等功能。

　　EFM32微控制器片上集成了低功耗傳感器接口LESENSE，可實(shí)現電容觸控檢測方案，很好地滿(mǎn)足了智能家居、白色家電的電容觸控應用需求。

　　(二)、系統結構

　　家用智能觸控開(kāi)關(guān)方案采用EFM32TG110F32作為主控MCU，利用LESENSE接口擴展(4~16通道)電容式觸摸按鍵輸入，通過(guò)I/O為觸控按鍵增加LED背光，通UART接口與UART-CAN轉換模塊進(jìn)行連接，實(shí)現基于CAN總線(xiàn)的智能開(kāi)關(guān)與被控對象、后臺控制中心的通信。此外，它還可以根據產(chǎn)品個(gè)性化需求增加溫度傳感器、光傳感器、紅外控制等接口，豐富智能開(kāi)光的功能。家用智能觸控開(kāi)光方案的結構框圖，如圖1所示。

　　(三)、方案優(yōu)勢

　　相對于傳統的8位微控制器實(shí)現的方案，本方案具有以下優(yōu)勢：

　　1、低功耗。

　　EFM32微控制器在EM2(Deep sleep)低功耗模式下，功耗僅為0.9μA，系統整體功耗非常低，便于電源設計簡(jiǎn)單化，產(chǎn)品體積減小便于安裝。而且在EM2模式下，EFM32的LESENSE、RTC、I2C、LEUART等外設功能模塊處在工作狀態(tài)，這使得在主控MCU內核睡眠的條件下，系統可等待總線(xiàn)通信或用戶(hù)外部輸入操作信號來(lái)喚醒系統。系統可長(cháng)時(shí)間處于EM2低功耗模式下，降低整機功耗。

　　2、集成電容觸控接口。

　　傳統的電容式觸控按鍵利用外擴電容傳感器或使用軟件輪詢(xún)RC充放電電路實(shí)現，從而導致電容觸控檢測的可靠性和穩定性較差，容易出現靈敏度不好，產(chǎn)品一致性差等問(wèn)題。EFM32內部硬件電路實(shí)現LESENSE檢測，因此可以在不增加外部硬件設計成本的前提下實(shí)現電容觸控檢測。而且EFM32的LESENSE接口無(wú)需CPU周期查詢(xún)或軟件算法進(jìn)行過(guò)多干預，即可完成檢測，因此CPU運算負荷及功耗得到降低。

　　3、硬件支持復雜的檢測控制。

　　EFM32的LESENSE模塊帶有環(huán)形緩沖區及狀態(tài)機界面功能，接口功能的擴展特性良好，可應用于設計復雜的觸控操作檢測。

　　4、高性能。

　　EFM32采用Cortex-M3內核設計，因此相對于8位的微控制器，它具有代碼密度高、處理效率快等優(yōu)勢，有利于產(chǎn)品的延伸性開(kāi)發(fā)。。