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作者：Yurii Shchebel

介绍

这种简单、紧凑、低成本的触摸传感器可用于许多设备，以检测手指触摸一个表面或两个按钮区域。

它的工作原理是手指在电路上增加的额外电容改变了发电机的频率。当电容增加时，频率降低。这个变化被GreenPAK检测到。一个SLG46620V[5]足以实现两个按钮触摸传感器。

触摸传感器电路设计

在这个设计的核心是两个独立的发电机(一个发电机每个按钮)，其中包括变频器与启用(2L0和2L4)。输入端(pin# 3和pin# 13)和输出端(pin# 8和pin# 18)连接68K电阻(见图2，图3，图4)。与电阻值相关的频率为~ 550khz。

当我们改变电阻时，发电机的频率也会改变(电阻越低，频率越高)。此外，频率的变化是由于外部因素，如温度，供电电压，和正常芯片对芯片的变化。这就是为什么使用单向自调谐电路。

设计特点如下:

1. 一个参考发生器，产生占空比非常接近100%的脉冲。
2. 两个发电机，用于制作具有相同频率（由下降沿同步）的脉冲，但可以在内部更换占空比。
3. 一个调整过程调整占空比。
4. 要乘以（乘552）触摸按钮引起的频率变化，使用延迟阻滞CNT0 / DLY0和CNT1 / DLY1具有时钟源（即每个按钮的生成器输出）。如果触摸按钮，则频率会更低，随后的延迟将更长。更改DLY输入信号的占空比，我们可以添加或减去额外的延迟并移动DLY的输出上升沿。这就是调整的完成方式。

CNT6/DLY6用作参考延迟(DLY)。初始化应该是这样的:DLY0和DLY1的输出上升边应该比参考的DLY1的上升边来得早。当电路检测到上升边不够接近(Pipe Delay0 - Pipe Delay1 OUT1 PD数量16个时钟)，它产生一个脉冲将维持适当的FSM (FSM0, FSM1)一段时间，降低参考发生器的占空比。这为按钮的延迟DLY0和DLY1增加了额外的延迟，并使它们的输出上升边更接近参考的DLY输出上升边。只要两个按钮的上升边足够接近，3L1和3L9将锁紧高。

这意味着电路现在是调谐的。唤醒和睡眠将被启用，各自的PIN#10和PIN#20将上升到高，表明一个按钮已经被触摸。由于发电机的频率会随着时间和条件的变化而变化，在某些情况下，电路可能需要重置。

通过管道延迟0和管道延迟1 OUT0输出实现复位功能。复位条件应连续14次（由DLY7计数器数据定义），为系统进行重置。复位后，3L1和3L9将低至较低，并且FSMS将相对于初始化期间相对于CNT5参考（这将为0）相对移位（参见图5）。

另外，当任何一个按钮处于高电平20秒或更长时间时，将强制复位。Reset为两个按钮共享。一旦按钮被认为被触摸，它就不会导致系统复位。

清醒和睡眠时间为50毫秒。它的速度足够快，可以检测到触摸，而速度足够慢，因此传感器的功耗很低。

未使用的引脚配置为推挽式，连接到外部GND，实现噪声抑制。

虽然这种设计具有自我调整能力并且非常稳定，但有一些考虑因素：

1. 如果在设备开机时触摸过任何一个按钮，则相应的输出将保持低电平。另一个按钮应该是可操作的。一旦触摸按钮被释放，它也将正常运行。
2. 传感器无法识别慢的方法（〜1s触摸）。
3. 复位是共享的。两个按钮都同时重置。
4. 如果触摸第一个按钮（第一个输出高），并且第二个需要复位（电压或温度变化或因慢的方法），两个按钮都将被复位，两个输出都将低。
5. 如果VDD下降速度快于~300mV/s，任何输出(或两者)都可能锁存高。如果VDD在锁定时刻返回高于VDD，它们将再次走低。
6. 如果触摸按钮，则无法调整。这就是为什么如果触摸两个按钮，系统无法重置。如果VDD减少超过〜200-300mv，则可以高出一个或两个输出锁定。
7. 如果触摸按钮并且VDD增加超过〜200-300mv，则相应的输出将开始闪烁并降低。
8. 触摸板尺寸会显着影响发电机的频率和功耗。可以为每个发电机添加额外的电容器以降低频率。但是，添加电容降低了触摸灵敏度。
9. 电阻值可以增加，以降低频率和功耗。发电机的频率应高于550kHz以保持自调谐系统的操作。
10. 如果触摸板的布局彼此太接近，触摸一个会影响另一个。这样，可以观察到两个输出都将变为高电平，电路将在~1s后复位。

结论

使用一个SLG46620V，就可以创建一个几乎独立的双按钮自调谐触摸传感器，可以用于许多紧凑和低成本的设备。