赛普拉斯触控CapSense - 图文 

CapSense技术

图2-7. 21英寸笔记本电脑模型的多媒体按键设计

图2-8. 15英寸笔记本电脑模型的多媒体按键设计（该模型与21英寸模型具有相同的功能和按键大小）

2.3.1.2 缩短了设计周期时间

通常，电容式传感器接口设计最耗时的任务是固件开发和传感器调校。使用典型触摸感应控制器时，如果将相同的设计移植到不同的模型，或者PCB或传感器PCB布局的机械尺寸发生了变化，那么需要重新调校传感器。SmartSense设计解决了这些问题，因为SmartSense需要较少的固件开发工程，无须进行调校和重新调校过程。这大大加快了常规设计周期的进程。图2-9对典型触摸感应控制器和SmartSense的设计周期进行了比较。

图2-9. 典型电容式界面设计周期的比较

Typical Capacitive User Interface Design CycleSmartSense based Capacitive User Interface Design CycleSchematics DesignPCB Layout DesignFeasibility StudyMechanical DesignSchematics DesignPCB Layout DesignReviewFirmware DevelopmentFeasibility StudyReviewMechanical DesignSystem IntegrationDesign ValidationFirmware DevelopmentRe-tuning for any changesProduction Fine TuningSystem IntegrationDesign ValidationTuning ProcessProductionProduction

AN65973 — CY8C20xx6A/H/AS CapSense?设计指南，文档编号：001-78419版本*B 16

3. CapSense设计工具

3.1 概况

赛普拉斯提供用于开发CapSense电容式触摸感应应用的全套硬件和软件开发工具。CY8C20xx6A/H/AS系列的基本开发系统包括以下部分。有关订购信息，请参见资源。

3.1.1 PSoC Designer和用户模块

赛普拉斯独有的集成设计环境（PSoC Designer）支持配置模拟和数字模块、开发固件和调校和调试设计。在拖放式设计环境中使用用户模块库开发这些应用程序。如果想要配置用户模块，可通过器件编辑器GUI实现，或通过固件写入特定的寄存器内实现。PSoC Designer附带内置的C语言编译器和嵌入式编程器。专业版编译器可用于复杂设计。 CSA_EMC用户模块使用开关式电容电路、模拟复用器、电压比较器、数字计数功能和高级软件子程序（API）来实现电容式触摸传感器。其他模拟和数字外设的用户模块可用于实现其他功能，如I2C、SPI、TX8和定时器。

图3-1. PSoC Designer器件编辑器

AN65973 — CY8C20xx6A/H/AS CapSense?设计指南，文档编号：001-78419版本*B 17

CapSense设计工具

3.1.1.1 CapSense用户模块入门

在PSoC Designer中创建一个新的CY8C20xx6A/H/AS项目：

1. 创建一个带有CY8C20xx6的PSoC Designer项目，并将它作为目标器件。 2. 选择并放置CSD/CSA_EMC/SmartSense用户模块。 3. 右键单击用户模块，以访问用户模块向导。

4. 设置按键传感器计数、滑条配置、引脚分配及相关项。 5. 设置引脚和全局用户模块参数。 6. 生成应用，并切换到应用编辑器。

7. 根据用户模块数据手册调整示例代码，使按键或滑条生效。

欲了解创建PSoC Designer项目及配置用户模块向导的详细分步过程，请参见特定用户模块的数据手册。欲了解CapSense用户模块的代码示例，请参见代码示例。

3.1.2 通用的CapSense控制器套件

通用的CY3280-20xx6 CapSense控制器评估套件带有预定义的控制电路和插入硬件，用来简化原型设计和调试系统。该套件包含用于编程的MiniProg硬件以及用于调校和数据采集的I2C-USB桥接器硬件。

图3-2. CY3280-20xx6 CapSense控制器套件

3.1.3 通用CapSense控制器模块电路板

赛普拉斯模块电路板具有一系列的传感器、LED和接口，以满足您应用的要求。 ? CY3280-BSM的简单按键模块 ? CY3280-BMM矩阵按键模块 ? CY3280-SLM线性滑条模块 ? CY3280-SRM辐射滑条模块

? CY3280-BBM通用CapSense原型设计模块

AN65973 — CY8C20xx6A/H/AS CapSense?设计指南，文档编号：001-78419版本*B 18

CapSense设计工具

3.1.4 CapSense数据查看工具

在CapSense设计过程中，您需要监测用于调校和调试的CapSense数据（原始计数、基准线、计数差值等）。通过两种CapSense数据查看工具（即MultiChart和桥接控制面板（BCP））可实现该操作。应用笔记AN2397 — CapSense数据查看工具详细介绍了这些工具。

3.2 用户模块概述

图3-3. 用户模块框图

用户模块包含整个CapSense系统，即从物理感应到数据处理。通过使用各种参数定义用户模块的行为。这些参数影响感应系统的不同器件，可分为低级参数和高级参数，在这些参数之间使用全局阵列进行通信。

低级参数（如扫描传感器的速度和分辨率）定义物理层上感应方法的性能，并与电容到原始计数的转换相关。每种感应方法都具有单独的低级参数，相关描述请参见CSD用户模块低级参数、CSA_EMC用户模式低级参数和SmartSense用户模块参数等部分。

高级参数（如去抖动计数和噪声阈值）定义如何处理原始计数，以产生相关信息，例如：传感器ON/OFF（触摸/离开）状态和手指在滑条上的大致位置。这些参数在所有的感应方法中都相同。相关描述请参见用户模块高级参数。

AN65973 — CY8C20xx6A/H/AS CapSense?设计指南，文档编号：001-78419版本*B 19

CapSense设计工具

3.3 CapSense用户模块全局阵列

学习CapSense用户模块参数之前，您必须熟悉CapSense系统所使用的某些全局阵列。不能手动更改这些阵列，但如果需要进行调试，您可以对其进行检查。

图3-4. 原始计数、基准线、计数差值和传感器状态

原始计数 计数差值 （信号值）

3.3.1 原始计数

CapSense控制器中的硬件电路用于测量传感器的电容。在调用用户模块API UMname_ScanSensor()函数（UMname可以是CSD、SmartSense或CSA_EMC）之后，以数字形式（称为原始计数）存储测量结果。 传感器的原始计数与其传感器电容成比例。当传感器电容值增加时，原始计数也随之增加。

传感器的原始计数值存储在UMname_waSnsResult[]整数数组中。在头文件UMname.h中定义该阵列。

3.3.2 基准线

渐变的环境改变（如温度和湿度）会影响传感器原始计数，这会导致计数差异。

用户模块使用复杂的基准线算法来补偿这些差异。该算法使用基准线变量来完成该功能。基准线变量记录原始计数值的所有渐变差异。实际上，基准线变量存储数字低通滤波器的输出，而输入的原始计数值被馈送到数字低通滤波器中。 基准线算法由用户模块API UMname_UpdateSensorBaseline执行（UMname可以为CSD、SmartSense或CSA_EMC）。

传感器的基准线值被存储在UMname_waSnsBaseline[]整数型阵列中。在头文件UMname.h中定义该阵列。

3.3.3 计数差值（信号）

计数差值也被称为传感器信号，被定义为传感器原始计数和基准线值的计数差值。当传感器处于非活动状态时，计数差值为零。激活传感器（通过触摸方式）使计数差值为正。

传感器的计数差值存储在UMname_waSnsDiff[]整数型阵列中，这里UMname可以是CSD、SmartSense或CSA_EMC。在头文件UMname.h中定义该阵列。

差值变量通过用户模块API UMname_UpdateSensorBaseline()更新。

3.3.4 传感器状态

传感器状态表示物理传感器的活动/非活动状态。当手指触摸传感器时，传感器的状态从0变为1，而手指释放时，传感器的状态返回到0。

AN65973 — CY8C20xx6A/H/AS CapSense?设计指南，文档编号：001-78419版本*B 20