电容感应CSR设置 液晶显示器串行驱 动
串行口设置
触摸键盘扫描
有没有手指接 触或接近？ Y 键值匹配
N
键值显示到LCD
键值无线发射
图10 系统流程图
软件设计
触摸标志置假 八位IO容值扫描 扫描完成？
获取触摸标志
有触摸？
暂存当前八位IO容 值
延时会抖
再次扫描并获取当 前八位IO容值
两次容值一样？
保存当前八位IO容 值
目录
1 CapSense触摸式键盘原理
＊ 矩阵式键盘原理 ＊ CapSense触摸感应原理
2 CapSense触摸式键盘系统设计
＊ 硬件设计 ＊ 软件设计
3 实现与调试
＊ 工具 ＊ 器件配置 ＊ 演示
软件设计
系统功能要求
＊键盘触摸键值扫描
＊将键值显示到液晶显示器上
＊通过无线数传模块发射出来
软件设计
手指是否离开？
触摸标志置真
返回
图11 触摸键盘扫描流程图
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1 CapSense触摸式键盘原理
＊ 矩阵式键盘原理 ＊ CapSense触摸感应原理
2 CapSense触摸式键盘系统设计
＊ 硬件设计 ＊ 软件设计
3 实现与调试
＊ 工具 ＊ 器件配置 ＊ 演示
工具
名称：PSOC Designer 开发商：Cypress公司 支持语言：PSOC C语言、汇编语言及C语言与汇编语言的混合编程 三个子系统：器件编辑器 程序编辑器 调试器 实现功能：选择和放置用户模块，实现模块互连，配置管脚，生成 应用程序框架，编辑应用程序，编辑生成可执行程序并 配合仿真器进行程序调试，使用事件触发器，多断点及 单步调试
图 16 CSR模块导向器
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1 CapSense触摸式键盘原理
＊ 矩阵式键盘原理 ＊ CapSense触摸感应原理
2 CapSense触摸式键盘系统设计
＊ 硬件设计 ＊ 软件设计
3 实现与调试
＊ 工具 ＊ 器件配置 ＊ 演示
谢 谢！
CapSense触摸感应原理
CapSense触摸感应原理
电容值测
构成 待测电容，恒流源，比较器，复位开关 工作流程 1）恒流源以iCHARGE电流对Cp充电 2）Cp上的电压上升并刚好超过比较器的反 向输入端的电压VBG（1.3V），比较器翻 转到高电平 3）控制复位开关闭合，Cp迅速放电到零。 比较器翻转恢复到低电平 4）恒流源以iCHARGE电流再对Cp充电 充电时间（≈振荡周期） tCHARGE=CpVBG/iCHARGE
手指信号的阀值 噪声信号的阀值 基本线修正的速率 抗ESD信号的周期 （如下图） 当所有设置完成后，点击Generate Device Application按钮，自 动生成CSR模块有关的程序供用户程序调用。
器件配置
图14 CSR用户模块参数设置
器件配置
图15 TX用户模块参数设置
器件配置
在IDE的器件编辑状态，选择并放置CSR模块后，激活 CSR模块导向器，在CSR模块导向器中按硬件电路图配置 触摸式键盘所对应的信号线。（如下图）
电容触摸屏的应用实例
－－基于PSOC CapSense触摸式键盘设计
深圳大学 信息工程学院 2008.4
目录
1 CapSense触摸式键盘原理
＊ 矩阵式键盘原理 ＊ CapSense触摸感应原理
2 CapSense触摸式键盘系统设计
＊ 硬件设计 ＊ 软件设计
3 实现与调试
＊ 工具 ＊ 器件配置 ＊ 演示
－－式1
CapSense触摸感应原理
间隔计数器 构成
8位PWM，16位定时器
工作流程
1）PWM进入Duty状态，启动16位的定时器工作
2）PWM的Duty状态结束，捕捉16位的定时器的计数
计数值
n = NPERIODS*tCHARGE*SYSCLK －－式2
CapSense触摸感应原理
式1，式2联立，得
n = NPERIODS*CpVBG*SYSCLK/iCHARGE
可知 1）n和Cp有唯一确定的关系
－－式3
2）有手指触摸时，Cp将变化到Cp+Cf，而n将由n1变化到n2 ⊿n = n2 – n1 3）当⊿n大于预先设定的阀值时，表明有手指触摸 。
CapSense触摸感应原理
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1 CapSense触摸式键盘原理
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1 CapSense触摸式键盘原理
＊ 矩阵式键盘原理 ＊ CapSense触摸感应原理
2 CapSense触摸式键盘系统设计
＊ 硬件设计 ＊ 软件设计
3 实现与调试
＊ 工具 ＊ 器件配置 ＊ 演示
器件配置
图12 PSOC功能模块配置图
器件配置
图13 全局资源参数设置
器件配置
设置CSR模块的工作模式（周期或频率）
＊ 矩阵式键盘原理 ＊ CapSense触摸感应原理
2 CapSense触摸式键盘系统设计
＊ 硬件设计 ＊ 软件设计
3 实现与调试
＊ 工具 ＊ 器件配置 ＊ 演示
硬件设计
计 触摸式简易键盘电路设 触摸式简易键盘 硬件设计 液晶显示器LM3033 统设计 触摸式简易键盘处理系 串口无线数传模块 电源配置电路
硬件设计
触摸式简易键盘处理系统设计
图9 触摸式简易键盘处理系统电路图
硬件设计
芯片选择
PSOC CY8C21×34系列芯片。具体芯片选用CY8C21334，它有足 够多的I/O引脚（16个）及较小的封装（20pin-SSOP）
芯片特点
＊片内有I/O模拟多路选择器 ＊电流源可调 ＊比较器和复位开关自动连接
矩阵式键盘原理
目录
1 CapSense触摸式键盘原理
＊ 矩阵式键盘原理 ＊ CapSense触摸感应原理
2 CapSense触摸式键盘系统设计
＊ 硬件设计 ＊ 软件设计
3 实现与调试
＊ 工具 ＊ 器件配置 ＊ 演示
CapSense触摸感应原理
电容感应
－PCB板上相邻的导线或铜箔之间存在寄生电容Cp －当有手指接近或触摸铜箔时，相当于附加了两个电容，这两个电容等 效于并联在Cp上的一个电容Cf －如果在手指与铜箔之间有不导电的介质，它将影响Cf。介质越厚、介 质的介电常数er越小，对它的影响就越大。（如图2所示）
硬件设计
液晶显示 器LM3033 触摸式键 盘
CY8C21334 控制器
无线数传 模块
图7 系统框图
硬件设计
触摸式简易键盘电路设计
图8 触摸式键盘电路
硬件设计
电路构成
1）每个按键为两块上下分立结构的铜片，以上片为行，下片为列
2）四行四列分别连接到电容感应IO口
3）当有手指接近或接触时，分立的两片铜片所连接的IO同时检测到 容值变化，从而识别该键值
矩阵式键盘原理
键盘构造
矩阵式键盘由行线和列线组成，按键位于行、列线的交叉点上。（结构 如图1）。
识别按键
行、列线分别连接到按键开关的两端。当有键按下时，连接按键的行、
列线将连通。
技术优势
一个4×4的行、列结构可以构成一个含有16个按键的键盘，显然，在按 键数量较多时，矩阵式键盘较之独立式按键键盘要节省很多I/O口。