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          基于電容式觸摸按鍵技術的七彩燈設計

          作者: 時間:2013-07-23 來源:網(wǎng)絡 收藏

          摘要:隨著電子科學技術的不斷發(fā)展,已經(jīng)越來越多地應用于各種電子產(chǎn)品設計中。傳統(tǒng)機械按鍵輸入方式的電路復雜,并且容易磨損、使用壽命短。而技術電路簡單、操作方便,并且靈敏準確,很好的彌補了機械按鍵的缺點和不足。文章采用BF6911AS10控制芯片,利用電池供電,通過GPIO口模擬PWM輸出控制RGB三色LED燈頭實現(xiàn)七彩燈功能。利用不同的觸摸按鍵結(jié)合軟件設計完成開關機、顏色循環(huán)、顏色改變等功能。研究結(jié)果表明,所設計的電容式觸摸按鍵響應速度快、抗干擾能力強、檢測精度準確,具有很大的應用價值與市場前景。
          關鍵詞:電容式;觸摸按鍵;;

          0 引言
          隨著電子科學技術的不斷發(fā)展,觸摸輸入方式已經(jīng)在眾多領域得到了應用。傳統(tǒng)的普通機械按鍵使用壽命只有十幾萬次,相比之下,由于觸摸輸入方式采用非接觸式按鍵技術,其使用壽命遠遠超過機械按鍵,可靠性也不會隨著時間的增加而降低。另外,觸摸按鍵的外觀簡潔、操作方便、靈敏準確等優(yōu)點,也使得觸摸按鍵輸入方式具有很高的實用性和操控性,以及很好的發(fā)展前景。
          觸摸輸入方式可以根據(jù)選用的觸摸傳感器類型的不同而分為電阻式、電波式、電磁式、光學式、電感式和電容式。以上每種觸摸方式都有著其獨特的性能優(yōu)點,從而可以適用于不同場合。而電容式觸摸輸入方式的制造工藝成本低廉、檢測便捷準確,并且硬件免維護,因此作為最主要的觸摸輸入方式。本文利用芯片的GPIO口模擬PWM輸出控制RGB三色LED燈頭配比出七種顏色的燈光效果,并采用電容式觸摸按鍵技術實現(xiàn)開關機、顏色循環(huán)和顏色改變的功能,很好地將電容式觸摸按鍵技術與實際應用結(jié)合為一體。

          1 硬件電路設計
          1.1 主控模塊
          按照本設計的特點及需求,選用BF6911AS10電容式觸摸按鍵控制芯片。該芯片共有16個引腳,內(nèi)含10個電容式觸摸感應通道,每個觸摸按鍵都能獨立運行,通過芯片內(nèi)置的升壓電路,可方便地調(diào)節(jié)觸摸按鍵,其中有8個通道可復用為GPIO口。該芯片內(nèi)置主頻為24MHz的單片機內(nèi)核以及用于使外部的輸入信號與內(nèi)部的振蕩信號同步的PLL(鎖相環(huán))模塊;并帶有LDO(低壓差線性穩(wěn)壓器)模塊,可提高電源的信噪比。
          電容式觸摸是利用人體電流感應進行工作的。當給觸摸工作面通上很低電壓時,由于人是零電勢體,手指在觸摸工作面時,手指的電場會和工作面形成耦合電容,而電容在高頻電流中變?yōu)閷?,因此手指會從接觸點吸走很小的電流,電容式觸摸控制電路則可檢測到微弱的電流變化,從而實現(xiàn)按鍵檢測。該芯片內(nèi)置防水和基線更新算法,可以很好地適應環(huán)境變化,從而使得耦合電容較為穩(wěn)定。因此BF6911AS10是一款適用于需準確而穩(wěn)定地檢測按鍵信息的芯片。其芯片結(jié)構(gòu)及功能原理框圖如圖1所示。

          本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/175777.htm

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          1.2 外圍硬件模塊
          系統(tǒng)以BF6911AS10電容式觸摸按鍵控制芯片作為主控,外接6個觸摸按鍵、RGB三色LED燈模塊、5V鋰電池以及帶鋰電池充電保護功能的充電電路。
          1.2.1 電源模塊
          電源模塊包括鋰電池充電電路及鋰電池保護電路。充電電路采用QX4054鋰電池充電管理控制芯片。該芯片內(nèi)含高精度比較器、恒流控制電路、充電狀態(tài)指示電路以及過充過熱保護電路。QX4054具有電路集成度高、功能齊全、外接元件少、可靠性高等優(yōu)點,非常適合便攜式設備使用。鋰電池保護電路采用DW01芯片,該芯片內(nèi)置高精度的電壓檢測與時間延遲電路,可以避免鋰電池因過度充放電、電流過大導致電池壽命縮短或電池被破壞。系統(tǒng)采用5V鋰電池供電,由于系統(tǒng)整體功耗非常低,因此可保持長時間工作。當電池電壓不足時,便可通過DC座插孔對電池進行充電,并配有LED作為充電指示燈。


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