如何设计和实现可延长电池寿命的低能量触摸系统

比较器输出驱动内部开关以选择控制电容充电速率的参考电压。然后，振荡电压产生频率波形，该频率波形被选通以产生指示是否存在接近的手指（或电容性物体）的频率。当大电容（手指）靠近焊盘时会发生频率降低，这会使数字阈值检测器跳闸并唤醒内核（见图5）。

如何设计和实现可延长电池寿命的低能量触摸系统

图5：张弛振荡器通过设置电容波形的电压阈值来形成。

设置数字

不透明传感器的PCB布局取决于平行铜距和紧密间距。电容只是一个因素;实际上有五个因素会影响振荡。除了PCB电容（C）之外，还有串联电阻，上限阈值电压设置和下限阈值电压设置。电源电压也会影响频率。

电容在VTL和VTH之间充电的周期（T）由下式给出：

T = RC x ln（（Vdd - VTL）/（Vdd - VTH ））

VTH和VTL之间的放电时间与充电时间相同，因此振荡频率由下式给出：

F = 1/（2 x T）（2.3）

这让设计人员可以决定在特定时间范围内会发生多少次振荡。将LESENSE阈值调整到正确的数字将唤醒微控制器。

另一个需要考虑的因素是大型PCB传感器对手等较大物体更敏感。您可以通过移除接地层来提高灵敏度，但您会对EMI和噪声更敏感。中间路线的方法是在传感器和周围的地平面之间留出空间，因此场线指向用户。

将其用于测试

幸运的是，有一个开发板来自Energy Micro的实施电容式触摸传感器和一些额外的低能量感应电路。

Tiny Gecko入门套件是USB可编程ARM Cortex-M3（EFM32TG840F32）演示和开发套件。它包含一个能量监视器，用于测量和验证USB或电池模式下的低功耗操作。

除了直接驱动的8x20段LCD，按钮和用户LED外，Tiny Gecko入门套件还包含触摸功能电容滑块和软件实现了极低功耗的触摸界面。其他传感器是电阻式，光级，金属感应传感器，也可以在微控制器处于睡眠状态时运行。

从哪里开始

现有多种OEM解决方案可满足许多触摸系统要求。各种标准尺寸的模拟电阻式触摸屏和电容式触摸屏可直接用于多种设计。甚至触摸屏控制器也可从OEM供应商处获得，并且可以很好地满足许多应用。例如，3M™MicroTouch™系列控制器可为不同尺寸的电容式触摸屏提供各种支持的触摸设备。其基于ASIC的控制器通常消耗500μA的休眠电流，但在工作期间通常需要75至85 mA的电流。对于POS系统，游戏机，工业系统和信息亭等功耗不敏感的应用，这是一种理想的解决方案。小型低功耗手持系统通常不能使用固定解决方案。尺寸限制，成本限制和功率限制将无法满足手持设备用户的需求。

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