cx电压从0开始充电，一直到v1
上图右边是一个最基本的触摸按键，中间圆形绿色的为铜（我们可以称之为按键），在这些按键中会引出一根导线与MAU相连，MAU通过这些导线来检测是否有按键按下，外围的绿色也是铜不过这些铜与GND相连，在按键和外围铜直接是空隙（空隙d）上图右边是左图的截面图，当没有手指接触时只有一个电容cp,，当有手指接触时，按键通过手指就形成了电容cf
二。硬件连接
电容式触摸按键原理
感应按键电路分析 感应按键电路分析： 感应按键是刚刚在电磁炉上运用的一种新技术，其主要特点是使电磁炉易清洁，防水性能好。目前在电磁炉上用的感应按键主要有天线感应式及电容式，我们目前用的是利用人体电容的电容式感应按键 感应按键原理如下面的图式； 感应按键电路包括信号产生、信号整形2个单元：首先由信号产生单元产生约几百KHz的高电平占空比约50%的信号；然后信号整形单元对所产生的信号进行整形，整形过程类似于开关电源工作过程；最后将信号送至MCU 的AD口。 当有人体靠近感应按键时，将会形成一个对地的电容在信号整形的高电平期间分流一部分电流，致使整形后的信号下降，并在人体离开前一直维持在下降的电位上；而当人体离开后，整流后的信号又会上升到原来的电位水平。 由于存在电路耦合及寄生电容，所以一般用下降沿和上升沿来识别感应按键的响应动作。
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触摸感应按键设计指南 张伟林 ２００９－１２－０９ ｓａｌｅｓ＠ｓｏｕｊｅｔ．ｃｏｍ ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｓｏｕｊｅｔ．ｃｏｍ
1. 概述 对触摸屏与触摸按键在手机中的设计与应用进行介绍，对设计的经验数据进行总结。达到设计资料和经验的共享，避免低级错误的重复发生。 2. 触摸按键设计指导 2.1 触摸按键的功能与原理 2.1.1触摸按键的功能 触摸按键起keypad 的作用。与keypad 不同的是，keypad 通过开关或metaldome 的通断发挥作用，触摸按键通过检测电容的变化，经过触摸按键集成芯片处理后，输出开关的通断信号。 2.1.2触摸按键的原理 如下图，是触摸按键的工作原理。在任何两个导电的物体之间都存在电容，电容的大小与介质的导电性质、极板的大小与导电性质、极板周围是否存在导电物质等有关。PCB 板（或者FPC ）之间两块露铜区域就是电容的两个极板，等于一个电容器。当人体的手指接近PCB 时，由于人体的导电性，会改变电容的大小。触摸按键芯片检测到电容值大幅升高后，输出开关信号。 在触摸按键PCB 上，存在电容极板、地、走线、隔离区等，组成触摸按键的电容环境，如下图所示。 Finger Time Capacitance C
2.1.3 触摸按键的按键形式 触摸按键可以组成以下几种按键 z单个按键 z条状按键（包括环状按键） z块状按键 单个按键 条状按键块状按键 2.1.4触摸按键的电气原理图如下：
在PCB板上的露铜区域组成电容器，即触摸按键传感器。传感器的信号输入芯片，芯片经过检测并计算后，输出开关信号并控制灯照亮与否。灯构成触摸按键的背光源。 2.2 触摸按键的尺寸设计 按键可以是圆形、矩形、椭圆形或者任何其他的形状。其中以矩形和圆形应用最为普遍，如图所示： 通常在按键的中间挖空，使PCB下方的光线可以通过挖空导到PCB上方，照亮LENS上的字符。根据ADI公司的推荐，按键大小尺寸如下表： 按键的挖空尺寸与按键的大小相关，如下表
前言 在需要用户界面的应用方案中，传统的机电开关正在被电容式触摸感应控制所替代。 Sino wealth已经开发了一套触摸感应软件，使得任意一款8位的中颖微控制器都可以作为一个电容式触摸按键控制器使用。通过对由一个电阻和触摸电极电容组成的RC充放电时间的控制，该触摸感应软件可以检测到人手的触摸。由于电极电容的改变，导致的RC充放电时间的改变，能够被检测出来，然后经过滤波等，最终通过专用的I/O端口，或者I2C/SPI 接口发送给主机系统。该软件库所需的元器件BOM表，成本低廉，因为每个通道只需要两个电阻就可以实现触摸检测功能 RC感应原理 RC采样原理就是通过测量触摸电极电容的微小变化，来感知人体对电容式触摸感应器(按键、滚轮或者滑条)的触摸。 电极电容(C)通过一个固定的电阻(R)周期性地充放电。电容值取决于以下几个参数：电极面积(A)，绝缘体相对介电常数，空气相对湿度，以及两个电极之间的距离(d)。电容值可由下列公式得出： 图1:RC电压检测。 固定电压施加在，的电压随着电容值的变化而相应增加或者降低，如图2所示。 图2：测量充电时间。 通过计算V OUT的电压达到阀值V TH所需要的充电时间(T C)，来得到电容值(C)。在触摸感应应用中，电容值(C)由两部分组成：固定电容(电极电容，C X)和当人手接触或者靠近电极时，由人手带来的电容(感应电容，C T)。电极电容应该尽可能的小，以保证检测到人手触摸。因为通常人手触摸与否，带来的电容变化一般就是几个pF(通常5pF)。利用该原理，就可以检测到手指是否触摸了电极。
图3：触摸感应。 这就是用于检测人手触摸的触摸感应软件中感应层所采用的基本原理。 硬件实现 图4显示了一个实现的实例。由R1，R2以及电容电极(C X)和手指电容(C T)并联的电容(大约5pF) 形成一个RC网络，通过对该RC网络充放电时间的测量，可以检测到人手的触摸。所有电极共享一个“负载I/O”引脚。电阻R1和R2尽量靠近MCU放置。电容R1(阻值在几百欧到几兆欧之间)是主要电容，用于调节触摸检测的灵敏度。电容R2(10KΩ)是可选的，用于减少对噪声影响。 图4:电容触摸感应实现实例。 3 软件实现 本章描述了触摸感应RC原理的实现。
电容式触摸屏设计规 【导读】：本文简单介绍了电容屏方面的相关知识，正文主要分为电子设计和结构设计两个部分。电子设计部分包含了原理介绍、电路设计等方面，结构设计部分包好了外形结构设计、原料用材、供应商工艺等方面 【名词解释】 1. V.A区：装机后可看到的区域，不能出现不透明的线路及色差明显的区域等。 2. A.A区：可操作的区域，保证机械性能和电器性能的区域。 3. ITO：Indium Tin Oxide氧化铟锡。涂镀在Film或Glass上的导电材料。 4. ITO FILM：有导电功能的透明PET胶片。 5. ITO GALSS：导电玻璃。 6. OCA：Optically Clear Adhesive光学透明胶。 7. FPC:可挠性印刷电路板。 8. Cover Glass（lens）：表面装饰用的盖板玻璃。 9. Sensor：装饰玻璃下面有触摸功能的部件。（Flim Sensor OR Glass Sensor） 【电子设计】 一、电容式触摸屏简介 电容式触摸屏即Capacitive Touch Panel（Capacitive Touch Screen），简称CTP。根据其驱动原理不同可分为自电容式CTP和互电容式CTP，根据应用领域不同
可分为单点触摸CTP和多点触摸CTP。 1、实现原理 电容式触摸屏的采用多层ITO膜，形成矩阵式分布，以X、Y交叉分布作为电容矩阵，当手指触碰屏幕时，通过对X、Y轴的扫描，检测到触碰位置的电容变化，进而计算出手指触碰点位置。电容矩阵如下图1所示。 图1 电容分布矩阵 电容变化检测原理示意简介如下所示： 名词解释： ε0：真空介电常数。 ε1 、ε2：不同介质相对真空状态下的介电常数。 S1、d1、S2、d2分别为形成电容的面积及间距。
电容式触摸按键解 决方案
电容式触摸按键解决方案 一、方案简介 在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中，触摸按键已被广泛采用。由于其具有方便易用，时尚和低成本的优势，越来越多的电子产品开始从传统机械按键转向触摸式按键。 触摸按键方案优点: 1、没有任何机械部件，不会磨损，无限寿命，减少后期维护成本。 2、其感测部分能够放置到任何绝缘层（一般为玻璃或塑料材料）的后面，很容易制成与周围环境相密封的键盘。以起到防潮防水的作用。 3、面板图案随心所欲，按键大小、形状任意设计，字符、商标、透视窗等任意搭配，外型美观、时尚，不褪色、不变形、经久耐用。从根本上解决了各种金属面板以及各种机械面板无法达到的效果。其可靠性和美观设计随意性，能够直接取代现有普通面板（金属键盘、薄膜键盘、导电胶键盘），而且给您的产品倍增活力！ 4、触摸按键板可提供UART、IIC、SPI等多种接口，满足各种产品接口需求。 二、原理概述 如图1所示在PCB上构建的电容器，电容式触摸感应按键实际上只是PCB上的一小块“覆铜焊盘”，触摸按键与周围的“地信号”构成一个感
应电容，当手指靠近电容上方区域时，它会干扰电场，从而引起电容相应变化。根据这个电容量的变化，能够检测是否有人体接近或接触该触摸按键。 接地板一般放置在按键板的下方，用于屏蔽其它电子产品产生的干扰。此类设计受PCB上的寄生电容和温度以及湿度等环境因素的影响，检测系统需持续监控和跟踪此变化并作出基准值调整。 基准电容值由特定结构的PCB产生，介质变化时，电容大小亦发生变化。 图1 PCB上构建开放式电容器示意图 三、方案实现 该系列电容式触摸按键方案，充分利用触摸按键芯片内的比较器特性，结合外部一个电容传感器，构造一个简单的振荡器，针对传感器上电容的变化，频率对应发生变化，然后利用内部的计时器来测量出该变化，
电容式触摸屏设计规范【导读】：本文简单介绍了电容屏方面的相关知识，正文主要分为电子设 计和结构设计两个部分。电子设计部分包含了原理介绍、电路设计等方面，结构设计部分包好了外形结构设计、原料用材、供应商工艺等方面 【名词解释】 1. V.A区：装机后可看到的区域，不能出现不透明的线路及色差明显的区域等。 2. A.A区：可操作的区域，保证机械性能和电器性能的区域。 3. ITO：Indium Tin Oxide氧化铟锡。涂镀在Film或Glass上的导电材料。 4. ITO FILM：有导电功能的透明PET胶片。 5. ITO GALSS：导电玻璃。 6. OCA：Optically Clear Adhesive光学透明胶。 7. FPC:可挠性印刷电路板。 8. Cover Glass（lens）：表面装饰用的盖板玻璃。 9. Sensor：装饰玻璃下面有触摸功能的部件。（Flim Sensor OR Glass Sensor） 【电子设计】 一、电容式触摸屏简介 电容式触摸屏即Capacitive Touch Panel（Capacitive Touch Screen），，根据应CTP和互电容式CTP。根据其驱动原理不同可分为自电容式CTP简称． 用领域不同可分为单点触摸CTP和多点触摸CTP。 1、实现原理 电容式触摸屏的采用多层ITO膜，形成矩阵式分布，以X、Y交叉分布作为电容矩阵，当手指触碰屏幕时，通过对X、Y轴的扫描，检测到触碰位置的电容变化，进而计算出手指触碰点位置。电容矩阵如下图1所示。 1 电容分布矩阵图 电容变化检测原理示意简介如下所示：名词解释：：真空介电常数。ε0 ε2：不同介质相对真空状态下的介电常数。ε1 、d2S2d1S1、、、分别为形成电容的面积及间距。
Capacitive Touch Sensor Design Guide October 16, 2008 Copyright ? 2007-2008 Yured International Co., Ltd.1YU-TECH-0002-012-1
(3) (3) (5) (9) (11) (11) (17) (20) Copyright ? 2007-2008 Yured International Co., Ltd.2YU-TECH-0002-012-1
Copyright ? 2007-2008 Yured International Co., Ltd.3 YU-TECH-0002-012-1 1. 2. ( ) 3M 468MP NITTO 500 818
Copyright ? 2007-2008 Yured International Co., Ltd.4 YU-TECH-0002-012-1 3. 4. Front Panel Sensor Pad Sensor Pad Electroplating Or Spray Paint Nothing
Copyright ? 2007-2008 Yured International Co., Ltd.5 YU-TECH-0002-012-1 1. (FPC) ITO (Membrane) ITO ITO ( 10K ) FPC ITO MEMBRANE PCB
Copyright ? 2007-2008 Yured International Co., Ltd.6 YU-TECH-0002-012-1 2.ITO LCD ITO ( 10K ) 3. 1mm 8mm ( 8mm X 8mm ) 1mm 8mm X 8mm 2mm 10mm X 10mm 3mm 12mm X 12mm 4mm 15mm X 15mm 5mm 18mm X 18mm ( ) 196.85 mil (5mm) 0.254mm(10mil) 2mm 5mm 2mm
上海交通大学 硕士学位论文 触摸屏界面通用设计原则研究 姓名：刘思文 申请学位级别：硕士 专业：设计艺术学 指导教师：陈贤浩 20090115
触摸屏界面通用设计原则研究 摘要 本论文通过对于用户界面设计的认识和触摸屏界面的了解，其中包括自身使用体会、他人的评价和感想、设计人员的资源共享等，发现了在触摸屏界面设计上存在的问题，深感触摸屏界面可用性的重要性以及在设计中人力物力投资的重复性，从而得出了为触摸屏界面提供一套通用的设计原则的必要性。 文章开篇第一章首先说明了一下研究背景、目的、意义及方法。 接着在第二章介绍了触摸屏和界面设计的基本概念，包括触摸屏的起源、发展、技术、使用范围以及有关界面设计的方方面面。 然后在第三章列出并参照一些有关界面设计的理论原则、可用性的基本理念、人因工程学和用户研究方法等。 在第四章里，通过各种设计案例的比较和分析以及对已有理论原则的推导，同时又受到用户界面管理程序的启示，设想了一套触摸屏界面通用设计原则，使之能最大限度的适用于各种不同的触摸屏界面设计之中。 在第五章中，通过“纺织车间通风系统触摸屏设计”这个相关项目的设计操作来对以上构想进行论证。设计论证过程包括对此设计项目建立研究模型、需求调研和可用性设计指标设定等，然后把经分析得出的关于此项目的可用性设计指标和之前提出的触摸屏界面通用设计原则构想进行对比，查看出入点，随后做出原型设计并提交用户做可用性评估，然后发现问题进行适当的补充改进设计，再次提交测评……通过这个循环的设计过程之后，证明了之前所提出的触摸屏界面通用设计原则构想基本上是准确的、合理的，并且对此原则进行适当的补充完善使之成为一种科学的原则。 最后第六章中，把之前论证的研究结论具体化简明化的罗列出来并且再提出对未来研究的展望。 关键词：触摸屏，界面设计，通用原则，可用性
电容式触摸感应按键的基本原理 ◆Silicon Labs 现提供一种可侦测因触摸而改变的电容的方法 电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。 具体测量的方式有二种： (一)可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。 (二)也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。 Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器(MCU)系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。
◆以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键 利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是(3+N) 电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。C8051F93x-F92x 之外，Silicon Labs其它MCU系列可直接连接12个开关，或者通过外部模拟多路复用器连接更多开关。 设计触摸感应按键开关 因为我们要侦测电容值的变化，所以希望变化幅度越大越好。现在，有三个主要因素会影响开关电容及变化幅度。 ?PCB上开关的大小、形状和配置 ?PCB走线和使用者手指间的材料种类 ?连接开关和MCU的走线特性 我们测试了下图中这12种不同开关。目的是为了发现开关的形状尺寸会如何影响开关的空闲和被接触的状态，还可以发现哪一种开关的空闲电容最大，就不容易被PCB上的寄生电容而影响。测试结果表明，在特定区域中的开关越大且走线越多，则此开关的闲置电容便越高。图中的环状开关具有最低的电容，所以当开关动作时，可显现最大的电容相对变化。
触摸按键设计要求
触摸按键画板法 （以下所提到的芯片为HT45R34） ●Sensor pad形状： Sensor pad形状可以为圆形，方形，三角形（实心型），抑可以线条构成此类圆形（镂空型），前者用于覆盖板较厚的情况。后者则用于覆盖板较薄的情况下。推荐用圆形，感应效果更佳。 ●Sensor pad尺寸： Sensor pad面积越大灵敏度越大，但超过手指按压范围的部分对增加灵敏度没有作用。以圆形为例，一般设计为10m m～15mm的直径，符合成人手指的大小。 ●Sensor pad与ground plane之间的间隔： 间隔越大，touch swith的基础电容越小，RC震荡的频率越大，灵敏度也越大，但间隔太大，地对电场的约束越小，干扰越大；间隔太小，基础电容太大，灵敏度太小，且地对电场的约束太大，不利于电场穿透覆盖板，使得覆盖板只能较薄。推荐的间隔为0.5m m～ 1.0mm,例如10mm直径的sensor pad配合0.5mm的间隔。 ●布局要求： Sensor pad 要靠近MCU，每一个Sensor Pad到MCU的距离要尽量一致。IN,RREF,CREF引出脚要短，该RC模块要靠近MCU。另外，复位电路，晶振电路要靠近MCU。 布线要求：
由MCU的RC1～RC16PIN到touch swith的连线，要尽量的短，尽量远离其他走线或元件，线宽尽量窄（7～10mil）.要避免touch swith的连线临近高频的通信线（例如I2C SPI通信线），在没有办法避免的情况下，请让两者直交布线。尽量将到touch swith的连线布在与S ensor Pad不同的Layer （采用双面板时），使其受到人体的影响降低，且这些线与线之间的也要尽量互相远离，线周围也要铺上地，以保证其尽量少受到其他信号的干扰。 ●覆盖板的材料： 覆盖板为一些坚固，易安装的绝缘材料，介电常数在2.5～10之间，Demo Board 上采用的是压克力板材，还有很多可采用的板材，例如：普通玻璃，徽晶板等，覆盖板的介电常数越小，Sensor Padde的感应范围越小。安装要求覆盖板紧贴Sensor Pad的表面，用粘胶将其贴在Sensor Pad的表面（排掉它们之间的空气）则效果更佳。 ●覆盖板的厚度： 覆盖板的厚度一般为1mm～5mm,厚度越大touch swith的灵敏度越小，信噪比也越低。Sensor Pad的面积越小，覆盖板要越薄。
基于STM8的电容感应式触摸按键方案在 电磁炉中的应用 1、引言 相较于机械式按键和电阻式触摸按键，电容式触摸按键不仅耐用，造价低廉，结构简单易于安装，防水防污，而且还能提供如滚轮、滑动条的功能。但是电容式触摸按键也存在很多的问题，因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰敏感得多。ST 针对家电应用特别是电磁炉应用，推出了一个基于 STM8系列8位通用微控制器平台的电容式触摸感应方案，无需增加专用触摸芯片，仅用简单的外围电路即可实现电容式触摸感应功能，方便客户二次开发。 2、方案介绍 ST的电容式触摸按键方案通过一个电阻和感应电极的电容CX构成的阻容网络的充电/放电时间来检测人体触摸所带来的电容变化。如图1所示，当人手按下时相当于感应电极上并联了一个电容CT，增加了感应电极上的电容，感应电极进行充放电的时间会增加，从而检测到按键的状态。而感应电极可以直接在PCB板上绘制成按键、滚轮或滑动条的应用样式，也可以做成弹簧件插在PCB板上，即使隔着绝缘层（玻璃、树脂）也不会对其检测性能有所影响。 图1 STM8S电容式触摸按键的工作原理电磁炉是采用磁场感应电流的加热原理对食物进行加热。加热时，通过面板下方的线圈产生强磁场，磁力线穿过导磁体做的锅的底部时，锅具切割交变磁力线而在锅具底部产生涡流使锅底迅速发热，达到加热食物的目的。在本解决方案中采用44pin的STM8S105S4做按键显示板的主控芯片，控制13个按键的扫描、24个LED及一个4位数码管的显示、I2C与主板的通讯，并留有一个SWIM接口方便工程师调试之用（如图2）。
图2 电磁炉按键板原理 STM8S105S4采用的是ST高级STM8内核，具备3级流水线的哈佛结构，3.0~5.5V工作电压，内部16MHz RC可提供MCU 16MHz工作频率，提供低功耗模式和外设时钟关闭功能，共有34个I/O可用。 STM8S105S4 具有2KB的RAM和16KB的FLASH，还有可达30万次擦写次数的1KB EEPROM数据存储器。 3、电磁炉工作环境中的干扰 ①电磁干扰 电磁炉在加热锅的同时，也会在电路板上感应电极正向或反向的电流，从而会缩短或增长按键充放电时间，会对按键的检测造成很大影响，甚至产生误动作，常见的方法采用硬件屏蔽和过零点检测来消除电磁辐射对按键的影响。 硬件屏蔽 在STM8S的解决方案中，ST提供了感应电极和走线的设计规范和如图3所示的Driven Shield功能（在Shield线上提供与按键管脚相同的驱动信号，电极与Shield之间的寄生电容就不会被充放电），能有效地减少感应电极走线的寄生电容对按键灵敏度的影响。 图3 Driven Shield 过零点检测
基于中颖8位MCU的触摸按键方案 前言 在需要用户界面的应用方案中，传统的机电开关正在被电容式触摸感应控制所替代。 S i n o w ea l t h已经开发了一套触摸感应软件，使得任意一款8位的中颖微控制器都可以作为一个电容式触摸按键控制器使用。通过对由一个电阻和触摸电极电容组成的R C充放电时间的控制，该触摸感应软件可以检测到人手的触摸。由于电极电容的改变，导致的R C充放电时间的改变，能够被检测出来，然后经过滤波等，最终通过专用的I/O端口，或者I2C/S PI接口发送给主机系统。该软件库所需的元器件B OM表，成本低廉，因为每个通道只需要两个电阻就可以实现触摸检测功能。 R C感应原理 R C采样原理就是通过测量触摸电极电容的微小变化，来感知人体对电容式触摸感应器(按键、滚轮或者滑条)的触摸。 电极电容(C)通过一个固定的电阻(R)周期性地充放电。电容值取决于以下几个参数：电极面积(A)，绝缘体相对介电常数( )，空气相对湿度( )，以及两个电极之间的距离(d)。电容值可由下列公式得出： 通过计算的电压达到阀值所需要的充电时间()，来得到电容值(C)。在触摸感应应用中，电容值(C)由两部分组成：固定电容(电极电容，)和当人手接触或者靠近电极时，由人手带来的电容(感应电容，)。电极电容应该尽可能的小，以保证检测到人手触摸。因为通常人手触摸与否，带来的电容变化一般就是几个p F(通常5p F)。利用该原理，就可以检测到手指是否触摸了电极。
图3触摸感应 这就是用于检测人手触摸的触摸感应软件中感应层所采用的基本原理。 硬件实现 图4显示了一个实现的实例。由R1，R2以及电容电极( )和手指电容( )并联的电容(大约5p F)形成一个R C网络，通过对该R C网络充放电时间的测量，可以检测到人手的触摸。所有电极共享一个“负载I/O”引脚。电阻R1和R2尽量靠近M C U放置。电容R1(阻值在几百欧到几兆欧之间)是主要电容，用于调节触摸检测的灵敏度。电容R2(10K?)是可选的，用于减少对噪声影响。 图4电容触摸感应实现实例
电容式触摸屏设计规范 作者： Willis，Tim 【导读】：本文简单介绍了电容屏方面的相关知识，正文主要分为电子设计和结构设计两个部分。电子设计部分包含了原理介绍、电路设计等方面，结构设计部分包好了外形结构设计、原料用材、供应商工艺等方面。 【名词解释】 1. V.A区：装机后可看到的区域，不能出现不透明的线路及色差明显的区域等。 2. A.A区：可操作的区域，保证机械性能和电器性能的区域。 3. ITO：Indium Tin Oxide氧化铟锡。涂镀在Film或Glass上的导电材料。 4. ITO FILM：有导电功能的透明PET胶片。 5. ITO GALSS：导电玻璃。 6. OCA：Optically Clear Adhesive光学透明胶。 7. FPC:可挠性印刷电路板。 8. Cover Glass（lens）：表面装饰用的盖板玻璃。 9. Sensor：装饰玻璃下面有触摸功能的部件。（Flim Sensor OR Glass Sensor） 【电子设计】 一、电容式触摸屏简介 电容式触摸屏即Capacitive Touch Panel（Capacitive Touch Screen），简称CTP。根据其驱动原理不同可分为自电容式CTP和互电容式CTP，根据应用领域不同可分为单点触摸CTP和多点触摸CTP。 1、实现原理 电容式触摸屏的采用多层ITO膜，形成矩阵式分布，以X、Y交叉分布作为电容矩阵，当手指触碰屏幕时，通过对X、Y轴的扫描，检测到触碰位置的电容变化，进而计算出手指触碰点位置。电容矩阵如下图1所示。
图1 电容分布矩阵 电容变化检测原理示意简介如下所示： 名词解释： ε0：真空介电常数。 ε1 、ε2：不同介质相对真空状态下的介电常数。 S1、d1、S2、d2分别为形成电容的面积及间距。 图2 触摸与非触摸状态下电容分布示意 非触控状态下：C=Cm1=ε1ε0S1/d1 触控状态下：C=Cm1*Cmg/(Cm1+Cmg)，Cm1=ε1ε0S1/d1， Cmg=Cm1=ε2ε0S2/d2 电容触摸驱动IC会根据非触控状态下的电容值与触控状态下的电容值的差异来判断是否有触摸动作并定位触控位置。
触摸屏设计规范 一、工程图设计 当接到客户出图资料的第一时间先把客户资料审一遍，把客户的设计意图彻底的弄清楚明白，如客户资料 不全的或不明白的可以把它列出来，以邮件形式或电话方式联系客户把所有的不明项都要弄清楚。咨询客户最好是把所有的不明项都列出来再去跟客户联系，如电话打多了客户会反感的，也给别人的印象就是不专业，这点是需做到的。如客户无法回复的可以先自定义给客户确认，但要在邮件上说清楚，自定义时尽量按标准去设计，不要太随意了。 工程图主要分为：产品外形正视图、右视图（结构图）、背视图、出线FPC、逻辑走线图（矩阵图）、备注栏、装配示意图、图框 1、产品外形正视图：此视图为样品的实际外形图，包括外形尺寸，面版图案，冲孔的示意，还有就是逻辑分配区。 1、1面版外形按客户图档制作，公差为0.1mm,冲孔最小1.0以上，冲孔到边致少1.5mm,否则模具下料会拉伤 面版,图案线宽至少0.15mm以下，如没达到的需调整； 1、2右视图也就是结构图，我司所用的视角为第三视角，出图时要注意视角关系如下图1-2所示，结构图上要 求标示出所有材料名称及厚度，总厚度要按所选的材料计算出来，一般情况总厚度会偏上公差，所以算 出来的厚度不要偏上公差；选材时要按我司存来选取。厚度公差为0.1mm, 1-2 1.31 1、3 背视图包括TP外形、背胶、补强等部分 1、3、1 TP外形在面版外形上内缩单0.15mm，只要保证TP外形不露出面版外形即可，冲孔部分一样，必要时冲孔可以内缩0.3mm,以保证组合公差，但如要在视窗上挖空的则要外扩至少单边0.35mm以上,见图1.31; 1、3、2 钢化玻璃一般情况下都做成TP一比一的，便于组合偏差，通常制作时会把TP部分内缩0.05制作，所以四层结构的TP要比钢化玻璃小单边0.05mm 见图1.32 1．3.2 1.3.3 1、3、3如钢化玻璃是在屏体中心的，钢化玻璃外形一定要比面版视窗大单边1.5mm,否则会脱胞不良或造成上下线短路，如图1.33所示，玻璃在屏体中心的建议客户下线OCA保留，以方便生产同时也方便客户上机时不用再贴双面胶，另外钢化玻璃尽量做成直角，不要倒角，以减少制作难度. 1．3、4钢化玻璃孔到边最小距离为2.0mm,长为5mm.否则钢化玻璃易断，内角不能做成直角的，只能做圆角R0.5以上，钢化玻璃的厚度有0.4mm、0.5mm、0.55mm(此钢化玻璃没货，需进口，价格高)、0.7mm、0.8mm. 选择时就注意，另外钢化玻璃是小能做的孔是1.8mm的，小于1.8mm的很难做。 1、3、5钢化玻璃尽量不要做成铣槽的，如客户要求则建议做成机壳上避空，钢化玻璃铣槽制作难度很大，成本高，交期很难达到。或者改成补强方式设计，PC补强对铣槽较灵活没有太多的约束。
cx电压从0开始充电，一直到v1 上图右边是一个最基本的触摸按键，中间圆形绿色的为铜（我们可以称之为按键），在这些按键中会引出一根导线与MAU相连，MAU通过这些导线来检测是否有按键按下，外围的绿色也是铜不过这些铜与GND大地相连，在按键和外围铜直接是空隙（空隙d）上图右边是左图的截面图，当没有手指接触时只有一个电容cp,，当有手指接触时，按键通过手指就形成了电容cf 二。硬件连接 电容式触摸按键原理 现阶段，随着电容式触摸按键在外形美观和使用寿命等方面都优于传统的机械按键，电容式触摸按键的应用领域也日益广泛，包括家电、消费电子、工业控制和移动设备等。本文就一种具体的电容式触摸开关芯片SJT5104介绍一下电容式触摸按键的基本工作原理和材料选择。 一工作原理 任何两个导电的物体之间都存在着感应电容，一个按键即一个焊盘与大地也可构成一个感应电容，在周围环境不变的情况下，该感应电容值是固定不变的微小值。当有人体手指靠近触摸按键时，人体手
指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容，会使总感应电容值增加。电容式触摸按键IC在检测到某个按键的感应电容值发生改变后，将输出某个按键被按下的确定信号。电容式触摸按键因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰会更加敏感，因此触摸按键设计、触摸面板的设计以及触摸IC的选择都十分关键。 二触摸PAD设计 1. 触摸PAD材料 触摸PAD可以用PCB铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、导电橡胶、导电玻璃的ITO层等。不管使用什么材料，按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙。当用平顶圆柱弹簧时，触摸线和弹簧连接处的PCB，镂空铺地的直径应该稍大于弹簧的直径，保证弹簧即使被压缩到PCB板上，也不会接触到铺地。 2. 触摸PAD形状 原则上可以做成任意形状，中间可留孔或镂空。作者推荐做成边缘圆滑的形状，可以避免尖端放电效应。一般应用圆形和正方形较常见。 3. 触摸PAD面积大小 按键感应盘面积大小：最小4mm×4mm，最大30mm×30mm。实际面积大小根据灵敏度的需求而定，面积大小和灵敏度成正比。一般来说，
设计揭秘电容感应式触摸按键方案在电磁炉中的应用 —创新网小编 作者：于洁，张建新，张醒 本文介绍意法半导体的8位STM8微控制器实现的电容感应 式触摸按键原理，以及在电磁炉应用中的触摸按键解决方案。 该方案具有低成本，环境自适应，防水及防电磁干扰等特点， 在低品质电网环境中也能可靠工作。 相较于机械式按键和电阻式触摸按键，电容式触摸按键不仅耐用，造价低廉，机构简单易于安装，防水防污，而且还能提供如滚轮、滑动条的功能。但是电容式触摸按键也存在很多的问题，因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰敏感得多。ST针对家电应用特别是电磁炉应用，推出了一个基于STM8系列8位通用微控制器平台的电容式触摸感应方案，无需增加专用触摸芯片，仅用简单的外围电路即可实现电容式触摸感应功能，方便客户二次开发。 方案介绍 ST的电容式触摸按键方案通过一个电阻和感应电极的电容CX构成的阻容网络的充电/放电时间来检测人体触摸所带来的电容变化。如图1所示，当人手按下时相当于感应电极上并联了一个电容CT，增加了感应电极上的电容，感应电极进行充放电的时间会增加，从而检测到按键的状态。而感应电极可以直接在PCB板上绘制成按键、滚轮或滑动条的应用样式，也可以做成弹簧件插在PCB板上，即使隔着绝缘层（玻璃、树脂）也不会对其检测性能有所影响。
图1 STM8S电容式触摸按键的工作原理 电磁炉是采用磁场感应电流的加热原理对食物进行加热。加热时，通过面板下方的线圈产生强磁场，磁力线穿过导磁体做的锅的底部时，锅具切割交变磁力线而在锅具底部产生涡流使锅底迅速发热，达到加热食物的目的。在本解决方案中采用44pin的STM8S105S4做按键显示板的主控芯片，控制13个按键的扫描、24个LED及一个4位数码管的显示、I2C与主板的通讯，并留有一个SWIM接口方便工程师调试之用（如图2）。
电容式触摸屏设计规范
1 目的 规范电容式触摸屏(投射式)的设计，提高设计人员的设计水平及效率，确保触摸屏模块整体的合理性及可靠性。 2 适用范围 第五事业部TP厂技术部电容式触摸屏设计人员。 3 工程图设计 3.1 工程图纸为TP模块的成品管控，以及出货依据，包含以下内容： 3.1.1 正面视图: 该视图包含TP外形、view area、active area、FPC图形及相关尺寸.若TP需作表面处理,则必须对LOGO的位置、尺寸、材质、颜色、以及工艺进行标注。 需标注尺寸及公差如下： 3.1.2 侧视图: 该视图表示出TP的层状结构, TP各层的厚度、材质、FPC厚度（含IC等元件）必须标注。 需要标注尺寸及公差如下：
3.1.3 反面视图: 这一图层包含背胶、保护膜、泡棉及导光膜的外形尺寸,以及FPC背面的IC及元件区尺寸。 需要标注尺寸及公差如下： 3.1.4 FPC出线图:一般情况FPC的表示可以在正面视图中完成,主要反应FPC与主板的连接方式。如果FPC连接方式为ZIF ,则必须标注以下尺寸。 如果TP与主板的连接方式为B2B，则必须标注连接器的位置尺寸及公差。走线图,出线对照表: 走线图表示TP内部走线,如下图所示: 出线表为TP内部与外界的连接接口,电容的一般分I2C、SPI、USB,如下图所示: I2C接口
USB接口 3.2 文字说明 该部分对TP的常规非常规性能作重点表述,主要包括以下内容: 3.2.1 结构特性：包括lens材质，ITO膜的厂家及型号，IC型号3.2.2 光学特性：包括透光率，雾度，色度等 3.2.3 电气特性：工作电流，反应时间等 3.2.3 机械特性：输入方式，表面硬度等 3.2.4 环境特性：工作温度,储存温度，符合BHS-001标准等 以上特性如超出行业规格范围，需逐一标注，并让客户确认。 3.3 图档管理 图档管理这块需按以下原则进行相应维护： 3.3.1 按照命名规则填写图框,并签名。 3.3.2 如有更改需有更改记录及版本升级，并需客户确认。
在目前市场上可提供的PCB（印刷电路板）基材中，FR4是最常用的一种。FR4是一种玻璃纤维增强型环氧树脂层压板，PCB可以是单层或多层。 在触摸模块的尺寸受限的情况下，使用单层PCB不是总能行得通的，通常使用四层或两层PCB。在本文中，我们将以最常用的两层PCB为例来介绍PCB布局，意在为S-Touch TM电容触摸感应设计所用的各种PCB （如FR4、柔性PCB或ITO面板）的结构和布局提供设计布局指导。 PCB设计与布局 在结构为两层的PCB中，S-Touch TM触摸控制器和其他部件被布设在PCB的底层，传感器电极被布设在PCB的顶层。 每个传感器通道所需的调谐匹配电容器可以直接布设在该传感器电极的底层。需要指出的是，S-Touch TM触摸控制器布设在底层，应该保证其对应的顶层没有布设有任何传感器电极。顶层和底层的空白区域可填充网状接地铜箔。 图 2.1 两层 PCB 板的顶层
图 2.2 两层 PCB 板的底层 设计规则第1 层（顶层） ?传感器电极位于PCB的顶层（PCB的上端与覆层板固定在一起）。为提高灵敏度，建议使用尺寸为10 x 10 毫米的感应电极。可以使用更小尺寸的感应电极，但会降低灵敏度。同时，建议感应电极的尺寸不超过15 x 15 毫米。如果感应电极超过这一尺寸，不但会降低灵敏度，而且会增加对噪声的易感性。 ?空白区域可填充接地铜箔（迹线宽度为6 密耳，网格尺寸为30 密耳）。 ?顶层可用来布设普通信号迹线（不包括传感器信号迹线）。应当尽可能多地把传感器信号迹线布设在底层。 ?感应电极与接地铜箔的间距至少应为0.75 毫米。 第2 层（底层） ?S -Touch TM控制器和其它无源部件应该设计布局在底层。 ?传感器信号迹线将被布设在底层。不要把一个通道的传感器信号迹线布设在其他传感通道的感应电极的下面。 ?空白区域可填充接地铜箔（迹线宽度为6 密耳，网格尺寸为30密耳）。 ?传感器信号迹线与接地铜箔的间距应当至少是传感器信号迹线宽度的两倍。
电容式触摸感应按键技术原理及应用
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电容式触摸感应按键技术原理及应用 2010-05-26 12:45:02| 分类：维修| 标签：|字号大中小订阅 市场上的消费电子产品已经开始逐步采用触摸感应按键，以取代传统的机械式按键。针对此趋势，Silicon Labs公司推出了内置微控制器(MCU)功能的电容式触摸感应按键(Capacitive Touch Sense)方案。电容式触摸感应按键开关，内部是一个以电容器为基础的开关。以传导性物体（例如手指）触摸电容器可改变电容，此改变会被內置于微控制器内的电路所侦测。 电容式触摸感应按键的基本原理 ◆Silicon Labs 现提供一种可侦测因触摸而改变的电容的方法 电容式触摸感应按键的基本原理就是一个不断地充电和放电的张弛振荡器。如果不触摸开关，张弛振荡器有一个固定的充电放电周期，频率是可以测量的。如果我们用手指或者触摸笔接触开关，就会增加电容器的介电常数，充电放电周期就变长，频率就会相应减少。所以，我们测量周期的变化，就可以侦测触摸动作。 具体测量的方式有二种： (一)可以测量频率，计算固定时间内张弛振荡器的周期数。如果在固定时间内测到的周期数较原先校准的为少，则此开关便被视作为被按压。 (二)也可以测量周期，即在固定次数的张弛周期间计算系统时钟周期的总数。如果开关被按压，则张弛振荡器的频率会减少，则在相同次数周期会测量到更多的系统时钟周期。 Silicon Labs推出的C8051F9xx微控制器(MCU)系列，可通过使用芯片上比较器和定时器实现触摸感应按键功能，连接最多23个感应按键。而且无须外部器件，通过PCB走线/开关作为电容部分，由内部触摸感应按键电路进行测量以得知电容值的变化。 ◆以Silicon Labs的MCU实现触摸感应按键 利用Silicon Labs其它MCU系列，仅需搭配无源器件，即可实现电容式触摸感应按键方案。与C8051F93x-F92x方案相比，唯一所需的外部器件是(3+N)电阻器，其中N是开关的数目，以及3个提供反馈的额外端口接点。C8051F93x-F92x之外，Silicon Labs其它MCU系列可直接连接12个开关，或者通过外部模拟多路复用器连接更多开关。 设计触摸感应按键开关 因为我们要侦测电容值的变化，所以希望变化幅度越大越好。现在，有三个主要因素会影响开关电容及变化幅度。
电容式触摸屏设计规范 作者：Willis，Tim 【导读】：本文简单介绍了电容屏方面的相关知识，正文主要分为电子设计和结构设计两个部分。电子设计部分包含了原理介绍、电路设计等方面，结构设计部分包好了外形结构设计、原料用材、供应商工艺等方面。 【名词解释】 1. V.A区：装机后可看到的区域，不能出现不透明的线路及色差明显的区域等。 2. A.A区：可操作的区域，保证机械性能和电器性能的区域。 3. ITO：Indium Tin Oxide氧化铟锡。涂镀在Film或Glass上的导电材料。 4. ITO FILM：有导电功能的透明PET胶片。 5. ITO GALSS：导电玻璃。 6. OCA：Optically Clear Adhesive光学透明胶。 7. FPC:可挠性印刷电路板。 8. Cover Glass（lens）：表面装饰用的盖板玻璃。 9. Sensor：装饰玻璃下面有触摸功能的部件。（Flim Sensor OR Glass Sensor） 【电子设计】 一、电容式触摸屏简介
电容式触摸屏即Capacitive Touch Panel（Capacitive Touch Screen），简称CTP。根据其驱动原理不同可分为自电容式CTP和互电容式CTP，根据应用领域不同可分为单点触摸CTP和多点触摸CTP。 1、实现原理 电容式触摸屏的采用多层ITO膜，形成矩阵式分布，以X、Y交叉分布作为电容矩阵，当手指触碰屏幕时，通过对X、Y轴的扫描，检测到触碰位置的电容变化，进而计算出手指触碰点位置。电容矩阵如下图1所示。 图1 电容分布矩阵 电容变化检测原理示意简介如下所示： 名词解释： ε0：真空介电常数。 ε1 、ε2：不同介质相对真空状态下的介电常数。 S1、d1、S2、d2分别为形成电容的面积及间距。