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浅谈电容触摸技术的各类解决方案

摘要：各类家电的操作器普遍采用触摸按键的方式对设备进行控制，在抗干

扰以及响应速度上有不错的表现，结构上不易损坏，而且也有整体性的外观亮点。

其中电容式触摸按键响应快被广泛使用，本文针对电容触摸方式探讨了各公司提

出和设计的电容触摸按键解决方案以及设计所需注意事项。

关键词：电容；触摸按键；

Briefdiscussiononvarioussolutionsofcapacitivetouch

technology

（TCLAirConditioner（ZhongShan）Co.,Ltd,528400）

Abstract:Theoperatorsofallkindsofhouseholdappliancesgenerallyuse

touchkeystocontroltheequipment,intheanti-interferenceandresponsespeed

hasagoodperformance,thestructureisnoteasytodamage,butalsohasthe

overallappearanceofbrightspots.Capacitivetouchkeyresponseiswidelyused.

Thispaperdiscussesthecapacitivetouchkeysolutionsproposedanddesignedby

variouscompaniesandthemattersneedingattentionindesign.

Keywords:capacitance;Touchkey;

引言

电容传感器可以解决许多不同类型的传感和测量问题。它们能够被集成到一

个印刷电路板或一个微芯片中，并且具有非常优秀的精确性，对温度良好的稳定

性，以及很少的耗电量。利用电容传感技术实现的按键系统，因为电容传感器结

构简单，具有高可靠性和低能耗性，不受温度、湿度、或机械偏差的影响，相对

于传统机械按键和其他的触摸按键实现方案具有极大的优势，而被越来越广泛的

应用到家电、消耗电子、访问控制等领域，基本上可以替代软薄膜开关和硬固体

开关。基于对电容触摸按键的广泛需求，各大电子厂商都推出了形式多样的电容

触控解决方案及其传感产品。各大厂商的解决方案中运用的检测原理不同，各有

优势和缺点，采样检测硬件和软件集成于厂商设计的芯片当中与主芯片通信实现

按键触摸功能，这种设计便于简单场景的使用，但对于复杂环境来说缺少灵活性，

开发人员无法了解程序内部运作方式，在实际开发过程中可能会留下隐患，因此

也有一些简单软件算法控制和采样的解决方案。

1研究现状

图1赛普拉斯电容解决方案概念图

[1]

1.1赛普拉斯CapSense解决方案

CapSense触摸感应技术是基于赛普拉斯的可编程片上系统（PSoC）平台开发，

根据电容感应的原理和松弛振荡器的技术实现触摸感应，可适用于触摸式按键、

触摸式滚动条（Slider）、触摸式平板（TouchPad）的触摸感应技术。用恒流源

对Cp充电，充电完成后比较器翻转控制复位开关，迅速放电，比较器迅速翻转

回复，然后Cp再次充电形成震荡，PWM的duty期开始和结束控制定时器开始计

时和结束计时，PWM的输入震荡次数固定，震荡的时间与充电时间正比，也就是

跟Cp正比，因此可以通过计数值判断按键。它能够支持LED效果、接近检测、

SmartSense电容式感应算法，防水已对各种模拟和数字模块进行更高级的系统集

成。

图2AtmelQTouch概念图

1.2Atmel的QTouch解决方案

QTouch技术是Atmel触摸技术前身Quantum（量研科技）的专利，所开发的

集成电路技术基于电荷-传输电容式感测，通过QTouchIC检测用传感器芯片与

按键电极连接来检测触摸。打开S2给Cs和Cx充电，然后断开S2，闭合S1释放

Cx电荷，但Cs的电荷会保留下来，此时再打开S1，闭合S2进行充电，Cs就是

2倍的电荷量。Cx电容就是人体数值触摸的电容，触摸后增大了Cx的容量，因