单通道电容式触摸键控制芯片XC2861目录1概述 (3)1.1 特性 (3)1.2 系统框图 (4)2管脚定义 (5)3功能描述 (6)4电气特性 (7)5关键特性 (8)5.1 环境自适应能力 (8)5.1.1环境漂移跟随 (8)5.1.2环境突变校准 (8)5.2 接近检测 (8)6用户设置 (9)6.1 灵敏度设置 (9)6.2 休眠与唤醒控制信号 (9)7应用指南 (10)7.1 触摸键 (10)7.2 接近检测 (11)8PCB设计 (12)8.1 触摸键设计 (12)8.1.1触摸键 (12)8.1.2触摸键的常用结构 (12)8.1.3触摸键设计 (13)8.2 PCB布线 (13)9封装 (14)1概述XC2861是矽励微电子推出的一款支持宽工作电压范围的单输入单输出电容式触摸键控制芯片。

XC2861内部集成高分辨率触摸检测模块和专用信号处理电路，以保证芯片对环境变化具有灵敏的自动识别和跟踪功能，且内置特殊算法以实现防水、抗干扰等需求。

该芯片可满足用户在复杂应用中对稳定性、灵敏度、功耗、响应速度、防水、带水操作、抗震动、抗电磁干扰等方面的高体验要求。

XC2861为方便用户在应用中可对触摸键的灵敏度进行自主控制，特设置了两位灵敏度控制位。

用户只需在PCB设计中对这两个管脚的逻辑电平值进行设置，就能自由选择在具体应用中芯片体现出的检测灵敏度。

XC2861还内置了上电复位及电源保护电路，在典型应用中可无需任何外部器件，也无需软件、程序或参数烧录。

芯片应用的开发过程非常简单，最大限度的降低了方案成本。

XC2861可广泛适用于移动电源、自拍杆、遥控器、灯具调光、各类开关以及小家电和家用电器控制界面等应用中。

1.1特性工作电压：2.5V~5.5V高灵敏度的触摸检测通道，CMOS电平输出无需进行参数烧录4级灵敏度可调（通过设置两位管脚的逻辑电平实现）响应速度快抗电磁干扰能力强防水及带水操作功能接近检测功能独特的环境跟踪和自适应能力低功耗（典型工作电流< 25uA）内置上电复位（POR）和电源保护电路可进入休眠控制1.2系统框图XC2861包含PMU和Touch Key Core两个部分，其系统框图如图1所示。

图1 XC2861的系统框图2管脚定义XC2861采用SOP8封装，管脚分布如图2所示。

图2 XC2861管脚分布XC2861的管脚描述如表1所示。

注2：灵敏度设置请参见用户设置部分。

3功能描述XC2861具有1个触摸检测通道(IN) ，1个触摸检测的输出管脚(OUT)，1个接近检测的输出管脚(PO)和2个用于灵敏度调节的设置管脚(SET1和SET0)。

管脚OUT和PO为CMOS电平输出，输出的逻辑高电平为AVDD。

3.1正常工作RSTN为高电平时，XC2861正常工作。

当触摸检测通道IN有被检测到接近时，接近检测输出管脚PO输出逻辑高电平，否则PO为逻辑低电平；当XC2861检测到芯片的触摸检测通道IN有被触摸后，输出管脚OUT输出逻辑高电平，否则OUT 为逻辑低电平。

3.2休眠RSTN为低电平时，XC2861进入休眠状态。

此时XC2861不进行触摸和接近检测，输出管脚OUT和PO始终为0。

休眠状态下，XC2861的功耗降为最低，仅为2.3uA。

3.3唤醒在XC2861处于休眠状态时，RSTN端赋予一个逻辑高电平，XC2861被唤醒。

唤醒后，芯片立即进入正常工作状态。

4电气特性XC2861的电气特性如表2所示。

5关键特性5.1环境自适应能力当外界环境发生突变或缓慢变化时，XC2861都能够监测并自适应这种变化，通过内部算法进行自动调整从而始终保持最佳的灵敏度，使得芯片在复杂多变的应用环境中能够一直准确地进行触摸识别和判断。

XC2861的以下两项技术保证了其对环境的自适应特性。

5.1.1环境漂移跟随XC2861的环境漂移跟随技术实时监测外部环境的缓慢变化，并自动调整其检测灵敏度以适应该变化，确保触摸体验不受外部环境影响。

5.1.2环境突变校准XC2861的环境突变校准技术可以应对外部环境的突然变化。

XC2861自动识别外部环境突变所引起的触摸操作，并通过自动校准消除其影响。

5.2接近检测XC2861具有接近检测功能及接近检测输出功能。

当触摸检测通道IN1和IN2中任意一个通道发生人体接近过程时，接近检测的输出管脚PO将输出高电平。

该功能在有预警、预报、提前指示以及非接触操作等应用中非常必要。

6用户设置6.1灵敏度设置用户可通过设置管脚SET1和SET0的逻辑电平选择XC2861的检测灵敏度。

注1：表中SET值’0’为逻辑低电平，表明管脚接地，’1’为逻辑高电平，表明管脚悬空。

注2：灵敏度等级1为最高灵敏度，等级2为次灵敏度，依次类推。

灵敏度等级的值越小，越灵敏。

此外，用户亦可通过以下方法调整至所需要的灵敏度体验：1）调整触摸键的面积，面积越大越灵敏；2）调整触摸键上覆盖的面板的厚度，厚度越薄越灵敏。

6.2休眠与唤醒控制信号XC2861的管脚RSTN用于芯片的休眠与唤醒控制，用户可以通过设置RSTN 的逻辑电平来完成对XC2861休眠或唤醒状态的设定。

RSTN为逻辑低电平，XC2861进入休眠状态；RSTN为逻辑高电平，XC2861被唤醒并随即进入正常工作状态。

7应用指南7.1触摸键触摸键的应用中，触摸检测通道IN直接与触摸键的PCB设计相连接。

触摸键的典型应用如图3。

图3 触摸键典型应用说明：图中KEY1为PCB上的触摸键设计，与触摸检测通道IN相连。

图中虚线框中的电阻R1和发光二极管LED1，仅为示例（如在需要用LED指示相应的OUT输出结果时可以使用）。

在AVDD和地之间接1uF的滤波电容（如图中虚线电容C1所示）。

开关S1导通时，RSTN接地，XC2861进入休眠状态；开关S1断开时，RSTN 悬空，XC2861进入正常工作。

OUT为CMOS电平输出，具备驱动能力，可与其他芯片连接。

SET0和SET1的设置可以方便用户在应用中根据对灵敏度体验的需要进行自由选择。

7.2接近检测接近检测的典型应用如图4所示。

图4 接近检测典型应用说明：图中KEY1为PCB上的触摸键设计，与触摸检测通道IN相连。

图中虚线框中的电阻R1和发光二极管LED1，仅为示例（如在需要用LED指示相应的OUT输出结果时可以使用）。

图中虚线框中的电阻R0和发光二极管LED0仅为示例（如在需要用LED指示接近检测功能时可以使用）。

在AVDD和地之间接1uF的滤波电容（如图中虚线电容C1所示）。

开关S1导通时，RSTN接地，XC2861进入休眠状态；开关S1断开时，RSTN 悬空，XC2861进入正常工作。

OUT为CMOS电平输出，具备驱动能力，可与其他芯片连接。

SET0和SET1的设置可以方便用户在应用中根据对灵敏度体验的需要进行自由选择。

8 PCB设计8.1触摸键设计8.1.1触摸键触摸键一般由感应电极和覆盖在感应电极上的介质构成。

在某些应用中，感应电极上没有覆盖介质，感应电极直接充当触摸键。

触摸键的感应电极上的最顶层的介质层通常称为面板。

触摸键的感应电极通常由电阻率低的导电材料制作，常用的材料包括铜、ITO 等。

几乎所有的绝缘材料都可以用来制造触摸键的介质层。

相同厚度下，介电常数越大，触摸动作所引起的触摸键的电容的变化越明显，即表现为更灵敏。

8.1.2触摸键的常用结构a.平面结构平面结构中，触摸键的感应电极和到触摸检测通道的连线处于同一平面。

平面结构的触摸键的示意图如图5所示。

图5 平面结构的触摸键示意图平面结构中，感应电极的形状没有特别的要求，但要确保在手指等触摸时，能够覆盖足够多的感应电极面积，保证触摸能够产生足够大的电容。

常用的感应电极形状有圆形、正方形、矩形等，如图6所示。

图6 常用电极形状平面结构的触摸键，需要特别注意感应电极与所覆盖的介质层的间距。

一般而言，感应电极与介质层之间的间距越小，相同触摸所能产生的电容就越大。

这是因为，如果感应电极和介质层之间存在空隙，空隙中的空气就会成为触摸键的整个介质层的一部分，空气的介电常数通常比常用的介质材料低，从而等价于降低了触摸键的介质的介电常数，进而就会使触摸时产生的电容变小。

b.非平面结构非平面结构中，触摸键的感应电极和到触摸检测通道的连线处于不同平面。

非平面结构中，一般使用螺旋弹簧充当感应电极。

这种结构常用在感应电极和面板在物理上分离的应用，比如电磁炉、洗衣机等。

图7为使用螺旋弹簧做感应电极的示意图。

图7 螺旋弹簧作感应电极的示意图8.1.3触摸键设计一般情况下，触摸键的灵敏度与触摸键的面积成正比，与介质的介电常数、厚度成反比。

为获得最佳的灵敏度体验，需要设计合适的触摸键面积，选择适当的介质以及介质厚度。

触摸键的介质以亚克力为例，表4提供了介质厚度与触摸键面积的参考表。

8.2 PCB布线在PCB布线时，建议遵守以下规则：触摸键到芯片的触摸检测通道管脚的最大距离不超过10cm触摸键到芯片的触摸检测通道管脚的走线电阻小于2000Ω；触摸键到芯片的触摸检测通道管脚的金属走线宽度小于0.2mm（越细越好），尽量短、尽量远离电源和地；9封装图8 XC2861 SOP8封装外形图图9 封装示意图表5 封装尺寸。