【導讀】設計人員所面臨的挑戰(zhàn)是，由于已經(jīng)有了智能手機體驗，用戶期待這些產(chǎn)品能有同樣高性能的觸控用戶界面。如果觸控界面對輸入響應延遲太長、無法對多次觸摸做出一致的響應、或者被觸控界面上的水干擾，無疑會讓用戶對設備的信任大打折扣。
為應對這一挑戰(zhàn)，瑞薩電子推出了RL78/G23、RX140、RX130、RA2L1、RA2E1等多個入門級系列通用MCU，它們通過硬件實現(xiàn)了第二代瑞薩電容式觸摸感應技術（簡稱CTSU2）。
CTSU2除了支持Button、Slider、Wheel等傳統(tǒng)的觸摸方式之外，還能夠執(zhí)行觸控界面的接近式傳感、快速并行掃描、自動掃描、多電極連接，從而實現(xiàn)觸摸板、3D手勢識別等高級應用。
下面簡要介紹瑞薩電容式觸摸感應技術CTSU2的互容式檢測原理
互容式概述
互電容方式中的按鍵電極具有優(yōu)異的防水性能、支持矩陣結構，以及許多其他自電容所不具備的功能。然而，互電容需要復雜的按鍵電極配置和布線，使得靈敏度調(diào)節(jié)難以實現(xiàn)。設計布局圖案時，必須考慮每種方式的優(yōu)缺點。此外，與自電容方式不同，當面板厚度低于指定水平時，靈敏度會降低。在確定面板厚度時，設計人員必須仔細考慮按鍵電極配置。
圖1-1所示為電極中產(chǎn)生的互電容?；ル娙莘绞降奶匦允莾蓚€不同導體之間會產(chǎn)生寄生電容Cm?；ル娙菔桨存I包括連接到電容傳感器的兩個電極，即接收器電極RX和發(fā)射器電極TX。Tx受到脈沖驅(qū)動時會產(chǎn)生電場，電荷也在Cm中積累。當手指接近電極時，手指與電極之間會產(chǎn)生寄生電容Cf，Cm和Cf并聯(lián)。由于Tx的驅(qū)動能量是恒定的，因此電荷量不會改變。因此，Cm和Cf上的電荷消除后，Cm電荷也會減少。通過設置Cf增加量的閾值，可以確定觸摸按鍵是處于“打開”還是“關閉”狀態(tài)。請注意，如果手指直接接觸電極，則會導致電極短路，并且無法再測量電容。通常，電極和手指之間有幾毫米厚的覆蓋面板。
圖1-1 互電容電極示意圖
CTSU互電容方式檢測原理
圖2-1所示為互電容方式的CTSU內(nèi)部配置概覽。CTSU輸出與連接到電極的Rx和Tx的互電容成反比的數(shù)字計數(shù)，并通過軟件判斷觸摸按鍵是處于“打開”還是“關閉”狀態(tài)。為測量所連接的兩個電極上存在的電容Cm，CTSU通過反轉(zhuǎn)脈沖輸出和開關電容之間的相位關系來獲得Cm，同時測量兩次自電容，然后通過軟件計算兩個值的差值。
圖2-1 互電容方式的內(nèi)部配置概覽
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