電容觸摸傳感的理論框架

簡(jiǎn)單解碼：按鍵是否被按下？

為了確定按鍵是否被按下，需要先確定滑動(dòng)平均值。確定平均值之后，根據測量值相對于平均值的偏差可以指示按鍵是否被按下。對于我們的系統，讀數下降表示按鍵按下。因為涉及到一些環(huán)境效應和其他因素（例如噪聲），所以必須設置一定的容限。使用4個(gè)變量來(lái)確定按鍵是否被按下：

 unsigned char reading;  // 傳感器讀數
 unsigned char average;  // 傳感器平均值
 unsigned char trip;  // 傳感器門(mén)限值
 unsigned char hyst;  // 傳感器遲滯值

檢測按下的最簡(jiǎn)單方式如下：

 if (reading < average – trip) {
  Buttons.SENSOR0 = PRESSED;
 } else {
  Buttons.SENSOR0 = UNPRESSED;
 }
 
但是，該系統未提供遲滯值，若讀數在均值與判決門(mén)限值之差附近上下變化，就會(huì )出現系統在判定按下與未按下之間來(lái)回振蕩這一糟糕的情形。為了避免這一點(diǎn)，需要包含遲滯值：

 if (reading < average – trip) {
  Buttons.SENSOR0 = PRESSED;
 } else if (reading > average – trip + hyst) {
  Buttons.SENSOR0 = UNPRESSED;
 }

以上代碼在按鈕釋放中增添了遲滯值，使按鈕不會(huì )產(chǎn)生振動(dòng)。這也為電容開(kāi)關(guān)構造了最低程度的消抖功能。機械按鈕會(huì )在0-VDD之間來(lái)回抖動(dòng)。電容按鈕不會(huì )產(chǎn)生該問(wèn)題；但是，通過(guò)增添遲滯值，按鈕按下的操作與原來(lái)無(wú)異，只是加強了對按鈕釋放的判斷。這可以產(chǎn)生最低程度的消抖效果，因為單次按下仍然可以觸發(fā)按鍵。要進(jìn)一步增強消抖，可以要求連續幾次的傳感器讀數均有效，才表示按鈕確實(shí)按下，然后向應用程序指示按鈕被按下。這樣可以防止虛假的低讀數影響系統。

復雜解碼方案

上面用于確定按鈕是否被按下的解碼方案是相當簡(jiǎn)單的。在本文的以下部分中，將使用較復雜的方案。它們包括基于百分比的檢測、多鍵表決，以及計算量很少的百分比按下檢測。此外，還將討論何時(shí)使用簡(jiǎn)單方案，何時(shí)使用較復雜的方案。

在前面的簡(jiǎn)單方案中，門(mén)限值變量trip是一個(gè)低于平均值的絕對值。更好的做法是采用減法求一個(gè)相對值，例如相對于標稱(chēng)值的百分比偏差。為了實(shí)現這一點(diǎn)，必須執行更多的計算，這就要求系統作出折衷。使用絕對門(mén)限值需要更多地了解系統的工作，而使用基于百分比的系統可適應許多處于合理限度內的系統。手指按下產(chǎn)生的電容變化通常介于1%至20%這一可檢測范圍之間。如果手指按下產(chǎn)生的讀數變化小于1%，系統會(huì )遇到錯誤。觸摸裸露金屬傳感器產(chǎn)生的讀數會(huì )高于20%，但它并不常用。如果系統以這種方式工作，則可以采用簡(jiǎn)單開(kāi)關(guān)算法。