HTS1588B八通道电容式触摸按键芯片【概述】:HTS1588B可以支持8个触摸感应通道,采用二进制编码输出,通过串列传送资料,支持两线/三线串口通讯,特殊的软件滤波处理和数字电容转换检测技术,让其具抗干扰强、防水性能好、可以适用各类电源供电。
在不同的工作环境中能有效规避各类干扰源,能有效抑制GSM手机贴近面板,大功率对讲机贴近面板产生的射频干扰;优良的防水效果,对触摸面板溅水、漫水、积水时触摸按键均可正常操作;对于静电、电磁、电源、温度、湿度各种环境干扰都有非常强的抵御和适应能力,增强了产品的可靠性、稳定性、易用性。
【特点】:★超强抗干扰能力,可通过EMC所有测试项目ESD/EFT/CS传导都符合各行业标准。
★防水淹干扰,成片积水覆盖在触摸面板上不影响按键的正常操作。
★支持两线/三线串口通讯任选模式,方便用户系统对接。
★上电300mS即可完成初始化,电压突然跌落保护功能,工作过程中不会因为电源电压跌落而产生误动作。
★非常简单外围电路,最简单的应用外围只需要一颗参考电容。
(客户如需要提高ESD 和EMC不同)。
★触摸信号输出超时会强制关闭,长按时间系统默认为32S,用户可通过串口通讯设置(设置范围8S-60S)★环境自适应功能,可以随温度/湿度变化自动调整参考值,芯片可以无限长时间连续工作不会出现灵敏度差异。
★芯片引脚走线长短不一致可以通过自修正技术可以精确修正到每个触摸按键灵敏度基本一致。
★超宽工作电压范围:3.0V—5.5V。
12【应用领域】:各种大小家电、音视频设备、灯具开关、数码产品等。
【脚位】:【脚位描述】图表中:I/输入,O/输出,P/电源脚位序号 脚位名称 类型 功能描述1 K3 I/O 按键脚串联100欧-1K电阻可增强抗干扰防静电效果2 K4 I/O 同上13 K5 I/O 同上14 K6 I/O 同上15 K7 I/O 同上16 K8 I/O 同上17 GND -- 电源负极8 SCLK I 时钟输入,在上升沿读取串列数据,下降沿输出数据9 NC -- 悬空10 BUZ O 触摸蜂鸣器信号,当有效触摸被检测到时单次输出蜂鸣器信号(交流4KHZ/2KHZ)约100mS。
平时为高电平。
11 VDD -- 电源正极,系统中使用1628等芯片驱动数码管时建议一定要给触摸芯片电源加RC滤波!12 CS -- 接基准电容Cs负端,Cs电容正端接VDD Cs电容须使用5%精度涤纶插件电容、10%高精度的NPO材质或X7R材质贴片电容13 NC -- 悬空14 SDA I/O 串行通迅数据脚,输出时高电平为高阻抗,需外接上拉电阻。
15 K1 I/O 同上116 K2 I/O 同上13【应用示意图】HTS1588B-SOP16L◆按照K1,K2……K8依次选用按键输入,后面不用的按键口接地。
◆ Cs电容范围限制(因PCB走线布局等决定),太大或太小系统都无法工作。
(上图的值仅供参考)◆若产品对ESD和RF干扰要求不是很高,R1-R8可省略电阻。
◆串口线不使用排线时可因情况省略通讯口的电阻电容。
◆同一电源有使用1628等驱动数码管时建议触摸芯片必须加上RC滤波。
4【功能描述】:◆系统支持两线三线串口通讯方式,用户可以根据产品需要做任意选择。
◆上电快速初始化,芯片在300mS左右就可以完成对环境参数的检测和适应,触摸按键开始正常工作。
◆HTS1588B需要依照顺序由第一脚开始使用,不能间隔或跳跃使用,未使用的脚要做接地处理,不能悬空。
◆调节灵敏度的CS电容应用是:1.CS电容值越大,触摸灵敏度越低;(电容须使用5%精度)2.CS电容值越小,触摸灵敏度越高;(电容须使用5%精度)3.CS电容值范围建议在8200P-18000P(822-183)之间选择,必要时用户也可以通过串口直接设置IC灵敏度。
(详见串口通讯)◆触摸按键判断,可以侦测外界0.2pF-0.5pF的微电容变化,其原理是在PCB上会自然产生一个杂散电容,此杂散电容包括:1.触摸感应盘大小2.触摸感应盘走线3.感应盘和触摸走线旁边是否有铁片或其他并行的走线。
(因此结构设计也会有很大关系)设计时需规避杂散电容的产生或越小越好;判断触摸按键是以‘手指触摸感应盘产生的微电容(当分子)’和杂散电容(当分母)做一个比较值,比较值越大灵敏度越高。
◆触摸信号输出超时会强制关闭,自动做复位处理,重新进入初始化,防止触摸按键被锁死,系统默认长按时间为32S,必要时用户也可以通过串口通讯设置(设置范围为8S-60S)。
◆同时3个或3个以上触摸操作按键,系统会判断为非正常操作,重新进入初始化状态,必要时用户可通过串口通讯设置(设置范围为2-5个按键)。
2个以上非组合按键同时操作时,系统会以时间优先/强度优先的方式进行输出。
5◆支持按键交流蜂鸣器信号,可以驱动低成本的交流蜂鸣器。
BUZ信号要通过串口通讯中的资料来启动,每次启动命令后,BUZ会输出大约100mS的交流4KHz(2KHz)信号,然后恢复至高电平,该信号可以通过一个PNP三极管来驱动交流蜂鸣器,也可做指示灯用。
◆为使芯片达到最佳工作状态,推荐使用PNP三极管来推动线圈式交流蜂鸣器,如果使用BUZ口直接推动蜂鸣器,则必须串联限流电阻和并联放电二级体,见下图:【通讯方式】:◆HTS1588B通讯采用二进位编码输出,通过串列资料传送。
D1-D3按键编码资料对应按键见下表(按键码值输出对应表):1表示输出电源电压/0表示输出OV按键 D3 D2 D1 D0 备注 K1 0 0 0 0K2 0 0 0 1K3 0 0 1 0K4 0 0 1 1K5 0 1 0 0K6 0 1 0 1K7 0 1 1 0K8 0 1 1 1K1+K5 1 1 0 0 组合键 K2+K6 1 1 0 1 组合键 K3+K7 1 1 1 0 组合键无按键 1 1 1 167◆采用两线串列介面和主控进行通信,主控MCU 可以通过SCLK 和SDA 读取触摸按键资讯以及设置触摸芯片参数。
SCLK :串列介面的时钟信号,主控MCU 提供,时钟周期必须大于30uS,其中低电平至少保持20uS 以上,时钟周期也必须小于4mS ,超过4mS 没有时钟脉冲将会被自动结束本次通讯过程;SDA :串列介面的数据口,需接外部上拉电阻才能输出高电平;串口时序波形图为确保通讯时芯片已经准备就绪,请测试读取时序中的起始回应位元,芯片处于准备好的状态时会回应‘0’;若测试不到回应位时,请等待后再重复测试。
(推荐每次先读数据后写资料,每隔10S 以上的时间进行一次操作,这样可以准确/稳定的读写触摸芯片的串列汇流排。
◆主控MCU 与HTS1588B 的串列介面采用排线连接,建议采用‘应用示意图’电路在信号线上增加电阻电容,以尽量减少串列介面上的杂讯,尤其是在排线较长的情况下。
增加电阻电容后,通讯程式中SCLK 速度以及SDA的读取,都需要考虑信号上升/下降的延时。
◆读取按键资料:D0-D3对应按键码值 / S1-S3芯片内部按键灵敏度数据Td:读数据时需要延时时间最少为20uSTp: 时钟SCLK周期,最小30uS/最大4mS,超过4mS将需要重新从起始位元开始。
主控MCU读取数据时序完成一次完整的读取按键资讯操作,主控MCU需要在SCLK上产生10个低电平脉冲,分为一个起始位,8个灵敏度数据位,一个结束位。
a):起始位触摸芯片的SDA脚平时为高阻状态,主控MCU在开始通讯前须置其为输入状态时,外部上拉电阻将SDA上拉为高电平;主控MCU将SCLK置为低电平,触摸芯片会送出起始回应位‘0’,主控可以在大于15uS的延时后读取SDA,回应位正确则将SCKL置高,起始位读取完毕。
若无正确的起始位回应位元,说明触摸芯片处于忙的状态,请将SCLK置高后等待一段时间再重新开始做起始位读取。
b):读取触摸按键资料+灵敏度数据主控MCU再次将SCLK置为低电平,在至少15uS的延时后车门芯片会将资料的低位元放到SDA上,主控MCU读取SDA状态后将SCLK置高。
以此类推主控MCU在SCLK上产生8个方波读取8bits的资料。
读入的8bits资料中低位元4bits为按键咨询资料D0-D3,对应按键见按键输出码值对应表。
高4bits资料S0-S3为灵敏度数据,用户可以按此判断之前写入的灵敏度数据是否正确,或者本次通讯过程是否正确!C):结束位主控MCU读取8bits资料完成后,需要再次产生一个脉冲以产生一个结束位元,触摸芯片收到结束位元后将SDA脚恢复置为高阻的输入状态。
主控MCU完成一次读取操作。
MCU不产生结束位元的话触摸芯片将保持SDA的输出状态,这会影响芯片的正常工作以及后续的通讯。
89◆设置触摸按键参数:HTS1588B 允许用户用软件设置触摸按键感应灵敏度参数,主控MCU 需要在SCLK 上产生10个低电平脉冲,分为1个起始位元,8个资料位元,1个结束位,时序如下:A0-A3为命令段,D0-D3为资料段Td:资料在SCLK 下降沿后需要保持至少20uS 才能被可靠读入。
Tp:时钟SCLK 周期,最小30uS ,最大4mS ,超过4mS 将需要重新从起始位元开始主控MCU 设定按键参数操作时序a)起始位触摸芯片的SDA 脚平时为高阻的输入状态,当主控MCU 先将SDA 置为低电平,然后再将SCLK 置为低电平,在至少20uS 的延时后触摸芯片会转入接收资料的读取准备状态,主控MCU 将SCLK 置高完成起始位设定。
b):写入设置资料主控MCU 先将需要设定的资料字最低1位放到SDA 上,然后将SCLK 置为低电平,在至少20uS 的延时后触摸芯片会将SDA 上的资料读入暂存区的第一位。
主控MCU 将SCLK 置高,以此类推,主控MCU 将后面7位元资料放到SDA上然后在SCLK 上产生7个低电平脉冲,完成将数据传入暂存区的操作。
写入资料字的组成为命令段4bits加资料段4bits,如下表格:数据字低4位命令段高4位资料段写入资料描述A3 A2 A1 A0 D0-D3XAh 1 0 1 0 01h-0Eh 设置芯片按键灵敏度1-14,缺省值1059h1 0 0 1 05h 启动蜂鸣器信号100mS,频率2K Hz69h 06h 启动蜂鸣器信号100mS频率4K HzX7h 0 1 1 1 02h-0Fh 设置按键长按允许时间(以4S为单位)范围2-15,缺省值8X6h 0 1 1 0 02h-05 设置多按键抑制数,范围2-5,缺省值3其中灵敏度数据为4位二进位资料,取值范围为1-14,数值越大灵敏度越高。
系统缺省默认灵敏度为10.若写入灵敏度数据为0或者0Fh,视为写入无效,芯片会保持原来的灵敏度数值,用户在读取按键咨询时可以将读回的灵敏度数据同之前写入的做比较,若不正确则表示有可能之前写入灵敏度无效,需要重新写入灵敏度数据。