基于8位MCU的触摸按键解决方案

基于8位MCU的触摸按键解决方案是现代用户界面应用中的一个创新方向，它用触摸感应技术替代了传统的机电开关，主要应用于需要人机交互的设备中。该技术的核心在于使用电容式感应控制，而软件与硬件相结合是实现这一技术的关键。在本方案中，Sinowealth开发的触摸感应软件能够使8位中颖微控制器（MCU）充当电容式触摸按键控制器。其工作原理是通过监测RC（电阻-电容）电路中电容充放电的时间变化来判断是否存在人体触摸。 RC感应原理是指通过测量触摸电极电容的微小变化来感知人体接触触摸感应器（如按键、滚轮、滑条等）。电极电容（C）与电阻（R）组成RC网络，通过周期性充放电来检测电容值的变化。电容值变化取决于电极面积、介电常数、空气湿度和电极间距离等参数。电容值的改变反映在RC网络的充放电时间上，该时间的测量可以通过软件进行。 硬件实现部分涉及到了电阻、电容以及MCU的I/O端口。通常，每个触摸感应通道只需要两个电阻即可实现功能。一个主要电阻（R1，阻值在几百欧到几兆欧之间）用于调整触摸检测的灵敏度，而另一个电阻（R2，10KΩ）是可选的，用于降低噪声影响。MCU通过一个“负载I/O”引脚共享电容电极（CX）和手指电容（CT），形成RC网络，以此实现对触摸的检测。 软件实现方面，涉及充电时间测量原理，该原理通过软件操作定时检查感应I/O端口上的电压是否达到预设的阀值（VTH）。通过记录充电前后定时器的计数值差，得到充电或放电的时间（TC）。为保证测量的精度，可采用过采样方法，即每次测量都比上一次测量延迟一个CPU时钟周期，以提升测量的精确度。 输入电压测量原理也被应用，通过连续两次测量来提高在电压和温度变化情况下的稳定性。MCU的定时器用于测量充电时间，而软件则用于滤波和数据处理，确保触摸信号的准确传输。 从技术实现的角度来看，使用8位MCU实现触摸按键解决方案的关键在于软件对触摸感应RC原理的精确控制和对信号处理算法的应用。该方案通过简单的硬件和软件设计，实现了成本效益高和系统性能稳定的目的，同时具有较强的抗干扰能力，这使得基于8位MCU的触摸按键解决方案适合应用于多种用户界面场景中。