方案介紹

　  ST的電容式觸摸按鍵方案通過一個電阻和感應電極的電容CX構成的阻容網絡的充電/放電時間來檢測人體觸摸所帶來的電容變化。如圖1所示

，當人手按下時相當於感應電極上並聯了一個電容CT
，增加了感應電極上的電容

，感應電極進行充放電的時間會增加，從而檢測到按鍵的狀態。而感應電極可以直接在PCB板上繪製成按鍵
、滾輪或滑動條的應用樣式，也可以做成彈簧件插在PCB板上，即使隔著絕緣層(玻璃、樹脂)也不會對其檢測性能有所影響。

圖1 STM8S電容式觸摸按鍵的工作原理

diancilushicaiyongcichangganyingdianliudejiareyuanliduishiwujinxingjiare。jiareshi，tongguomianbanxiafangdexianquanchanshengqiangcichang，cilixianchuanguodaocitizuodeguodedibushi，guojuqiegejiaobiancilixianerzaiguojudibuchanshengwoliushiguodixunsufare
，dadaojiareshiwudemude。zaibenjiejuefanganzhongcaiyong44pin的STM8S105S4做按鍵顯示板的主控芯片，控製13個按鍵的掃描、24個LED及一個4位數碼管的顯示、I2C與主板的通訊，並留有一個SWIM接口方便工程師調試之用(如圖2)。

STM8S105S4采用的是ST高級STM8內核，具備3級流水線的哈佛結構，3.0~5.5V工作電壓，內部16MHz RC可提供MCU 16MHz工作頻率，提供低功耗模式和外設時鍾關閉功能，共有34個I/O可用。STM8S105S4 具有2KB的RAM和16KB的FLASH，還有可達30萬次擦寫次數的1KB EEPROM數據存儲器。

　　圖2 電磁爐按鍵板原理

電磁爐工作環境中的幹擾
  　1.電磁幹擾

dianciluzaijiareguodetongshi
，yeduidianlubanshangganyingdianjizhengxianghuofanxiangdedianliu
，congerhuisuoduanhuozengchanganjianchongfangdianshijian
，huiduianjiandejiancezaochenghendayingxiang，shenzhichanshengwudongzuo，changjiandefangfacaiyongyingjianpingbiheguolingdianjiancelaixiaochudiancifusheduianjiandeyingxiang。

硬件屏蔽

在STM8S的解決方案中，ST提供了感應電極和走線的設計規範和如圖3所示的Driven Shield功能(在Shield線上提供與按鍵管腳相同的驅動信號，電極與Shield之間的寄生電容就不會被充放電)，能有效地減少感應電極走線的寄生電容對按鍵靈敏度的影響。

　　圖3 Driven Shield

    過零點檢測
    1) 硬件過零點檢測
    

過零點檢測可采用硬件實現，在硬件設計中，可以增加如圖4 或圖5過零點的硬件檢測電路，通過在B端輸出為高電平時進行按鍵狀態的判斷
，以期在電磁輻射最小的時候對觸摸按鍵進行檢測。 

　　圖4 硬件過零點檢測電路1

　　圖5 硬件過零點檢測電路2

    2)軟件過零點檢測

硬(ying)件(jian)過(guo)零(ling)點(dian)檢(jian)測(ce)增(zeng)加(jia)硬(ying)件(jian)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)的(de)複(fu)雜(za)性(xing)，增(zeng)加(jia)方(fang)案(an)成(cheng)本(ben)，在(zai)我(wo)們(men)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)中(zhong)

，針(zhen)對(dui)電(dian)磁(ci)爐(lu)的(de)工(gong)作(zuo)環(huan)境(jing)
，我(wo)們(men)采(cai)用(yong)軟(ruan)件(jian)進(jin)行(xing)過(guo)零(ling)點(dian)檢(jian)測(ce)，從(cong)而(er)
降低成本
，有效解決電磁爐主功率電路對觸摸按鍵的幹擾。

    2.電網幹擾

因為國內電網質量不一，在一些質量差的地區
，容易影響電磁爐觸摸按鍵的正常工作。如果不能做電源隔離
，就會看到一下圖6的差別(藍色表示無按鍵，紅色表示鍵被按下)，而er這zhe些xie圖tu還hai隻zhi是shi在zai電dian磁ci爐lu沒mei有you開kai功gong率lv的de情qing況kuang下xia的de，當dang電dian磁ci爐lu工gong作zuo時shi產chan生sheng的de電dian磁ci輻fu射she將jiang會hui使shi看kan到dao的de信xin號hao更geng加jia雜za亂luan無wu章zhang。在zai實shi驗yan中zhong發fa現xian
，采cai用yong與yu外wai界jie電dian網wang隔ge離li或huo使shi用yong軟ruan件jian濾lv波bo
，按an鍵jian效xiao果guo都dou能neng得de到dao明ming顯xian改gai善shan。

　圖6 質量好的電網 質量差的電網1 質量差的電網 2

   　3.濺水
，濺油的影響

　　在zai電dian磁ci爐lu的de使shi用yong當dang中zhong
，常chang常chang會hui出chu現xian水shui或huo油you濺jian到dao觸chu摸mo麵mian板ban上shang
，它ta可ke能neng導dao致zhi按an鍵jian誤wu觸chu發fa
，本ben解jie決jue方fang案an采cai用yong特te殊shu軟ruan件jian算suan法fa可ke靠kao地di將jiang覆fu水shui濺jian油you與yu手shou指zhi按an下xia的de狀zhuang態tai區qu分fen開kai。

　　4.環境自適應能力

　　電磁爐在工作的時候，會產生大量的熱量與濕氣，麵板溫度/濕度
，電路板溫度/濕度都是會在一個很寬的範圍浮動，而隨著使用時間的推移，包括玻璃麵板、PCB板都會出現不同程序的老化，從而影響按鍵檢測的準確度。在ST的解決方案中
，實現了自動校準功能，實時地提供環境檢測

，實現環境自適應的機製。

　　
總結

　　ST提供的解決方案包含了觸摸麵板自校準、軟件濾波、ruanjianguolingdianjiancejihuanjingzishiyingdenggongneng
，jinkenengdishiyongruanjiansuanfaqupingbigezhongfuzahuanjingdeganrao
，juyoudichengbenjigongzuokekaodengtedian。dangranzaiqitachanpindeyingyongzhong
，yehuiyouyixieyudianciluhuanjingbutongdeyaoqiu，zhelizhishijieshaoleqizhongyixieyoudaibiaoxingdeganrao，danzhiyaozhangwoledianrongshichumodegongzuoyuanli
，haishiyouhenduozhongfangfalaichuligezhongyingyongqingkuang。




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