基于PSoC片上系統芯片的非接觸式感應按鍵界面設計

3.2 電容式非接觸按鍵的軟件實現

非接觸按鍵的檢測，須通過比較器、充電電流源和復位開關組成一個張弛振蕩器，來對按鍵電極電容充放電。PSoC內部用戶模塊配置如圖4所示。比較器占用一個模擬模塊。它的同相輸入端多路模擬開關連接到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，與同時輸入端進行比較。輸出端連接比較邏輯輸出總線0?？偩€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的時鐘輸入線。PWM脈寬調制模塊占用1個數字模塊，其時鐘輸入連到比較器的輸出，PWM的輸出連接到定時器的捕獲腳。1個16位定時器占用2個數字模塊，對PWM輸出的脈沖進行定時。

非接觸式感應按鍵的實現過程為：首先設置I/O口的輸出驅動模式，開始掃描按鍵，把按鍵連接到模擬多通道輸入口，使能振蕩器。當Cp上的電壓線性增加到閾值時，比較器輸出高電平。刷新定時器和PWM的周期數，重設計數值，置完成標志位。當掃描完成，停止PWM，定時器中斷服務完成。最后根據電容感應原理，計算出定時器的周期數來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，Vsum到達VTH。當檢測到n F＋P＜800，即Δn＞nTH＝200時，認為有按鍵下。

結語

本設計中，基于PSoC片上系統芯片的非接觸式感應按鍵界面，有著非接觸、可靠和設計簡單的特點。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，所以關于電容式感應按鍵技術的應用將會是嵌入式系統中的一個研究熱點。