在我们的日常生活中,电容式触摸控制无处不在。空气炸锅、洗衣机、空调、冰箱等家用电器都会用到电容式触摸按键。传统的机械按键时间一长触点就容易接触不良,造成按键失灵。相比于机械按键,电容式触摸按键不仅寿命长、操作方便而且具有防水和强抗干扰能力,增强了用户的交互式体验感。
中微爱芯8051内核触摸mcu分为aip8f32xx和aip8f35xx两大系列,其中aip8f32xx为有电容触摸,aip8f35xx为零电容触摸。有电容触摸拥有更高的触摸可靠性与抗干扰能力,而零电容触摸mcu由于省去了外围电容,因此具有更低的使用成本。
下面将简单介绍下我司电容式触摸pcb设计要点,以方便工程人员利用我司芯片进行方案开发。
触摸mcu pcb设计要点
基准电容cadj的选择
对于有电容触摸mcu系列,基准电容cadj应该尽可能的靠近mcu引脚和gnd。推荐电容为温度系数小的npo电容,容值为5.6nf-22nf,推荐使用10nf。触摸芯片的的放置位置尽量处于所有touchpad的中间,这样可以使得每个touchpad到芯片引脚的距离一致,有利于减小触摸差异。
触摸走线设计要求
touchpad到mcu触摸引脚的走线tkline要尽量短和细(建议7-10mil),以确保信号的稳定,同时tkline彼此间的距离尽量大,尽量保证在2倍线宽以上。
tkline的正上方或者正下方尽量避免vdd、digital信号线重叠。
当tkline与 vdd、digital信号线在同一个layer时,尽量将两个信号线间的距离大于4倍线宽。
若因board 面积有限,tkline与其他信号线在同一层,且距离较近则中间建议用gnd隔开,gnd宽度建议2倍以上tkline宽度。
触摸走线示意图
多个key走线时,touchpad到mcu触摸引脚的走线尽量做到长短一致。由于实际应用中导线相当于电容,不同长度走线容易产生多余寄生电容,造成各个按键检测电容不一致。
理想的布局方式
各个touchpad的通道走线彼此间要尽量远离,且需同时远离其他元件和走线,尤其是远离信号线(例如iic、spi、uart等高频通信走线)。在没法避免的情况下,请让两者垂直布线,禁止平行走线。
触摸通道线与通讯线不同层的处理
触摸pcbtouchpad设计
touchpad可采用外接铜箔、金属片、弹簧、导电棉等形式。若采用pcb铜箔形式,其中形状一般为方形、圆形和灯形状。touchpad的面积一般为8mm×8mm至15mm×15mm,面板厚度不同touchpad面积也有所差别,下表列出了面板厚度与touchpad面积的对应关系,若在touchpad中开孔或者放置led等,需增大touchpad面积。
面板厚度与感应盘面积
铺地层
若产品在触摸按键正背面无大的干扰源,且与其他电源板相隔大于5mm,则背面可不铺地。
如若铺地,则为了使寄生电容最小化,推荐在触摸按键所在的层进行40%的铺地(触摸按键层grid size = 24mil,track width = 8mil),而非触摸按键所在层则进行60%-80%的铺地(grid size = 14mil,track width = 8mil)。如下图所示:
按键顶层与底层铺地示意图
产品简介
aip8f32xx和aip8f35xx产品资源
aip8f32xx产品资源
aip8f35xx产品资源
内部框图
aip8f3208
aip8f3216/ aip8f3216e
aip8f3264
aip8f3516
aip8f3532
总结
电容式触摸按键应用范围广泛,无锡中微爱芯的aip8f32xx mcu触摸端口数量多,可适用于多按键的触摸应用场景;aip8f35xx mcu无需外接电容不仅方便工程师布板而且节省了用户成本。
我司触摸类mcu集成了诸如ad、led、lcd、i2c、spi、uart等众多外设,功能强大应用范围广,更多详情可咨询我司销售。
来源:无锡中微爱芯电子有限公司
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