中微爱芯

在我们的日常生活中,电容式触摸控制无处不在。空气炸锅、洗衣机、空调、冰箱等家用电器都会用到电容式触摸按键。传统的机械按键时间一长触点就容易接触不良,造成按键失灵。相比于机械按键,电容式触摸按键不仅寿命长、操作方便而且具有防水和强抗干扰能力,增强了用户的交互式体验感。

中微爱芯8051内核触摸MCU分为AiP8F32XX和AiP8F35XX两大系列,其中AiP8F32XX为有电容触摸,AiP8F35XX为零电容触摸。有电容触摸拥有更高的触摸可靠性与抗干扰能力,而零电容触摸MCU由于省去了外围电容,因此具有更低的使用成本。

下面将简单介绍下我司电容式触摸PCB设计要点,以方便工程人员利用我司芯片进行方案开发。

触摸MCU PCB设计要点

基准电容Cadj的选择

对于有电容触摸MCU系列,基准电容Cadj应该尽可能的靠近MCU引脚和GND。推荐电容为温度系数小的NPO电容,容值为5.6nF-22nF,推荐使用10nF。触摸芯片的的放置位置尽量处于所有TouchPad的中间,这样可以使得每个TouchPad到芯片引脚的距离一致,有利于减小触摸差异。

触摸走线设计要求

  • TouchPad到MCU触摸引脚的走线TKline要尽量短和细(建议7-10mil),以确保信号的稳定,同时TKline彼此间的距离尽量大,尽量保证在2倍线宽以上。

  • TKline的正上方或者正下方尽量避免VDD、Digital信号线重叠。

  • 当TKline与 VDD、Digital信号线在同一个Layer时,尽量将两个信号线间的距离大于4倍线宽。

  • 若因Board 面积有限,TKline与其他信号线在同一层,且距离较近则中间建议用GND隔开,GND宽度建议2倍以上TKline宽度。

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触摸走线示意图

  • 多个KEY走线时,TouchPad到MCU触摸引脚的走线尽量做到长短一致。由于实际应用中导线相当于电容,不同长度走线容易产生多余寄生电容,造成各个按键检测电容不一致。

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理想的布局方式

各个TouchPad的通道走线彼此间要尽量远离,且需同时远离其他元件和走线,尤其是远离信号线(例如IIC、SPI、UART等高频通信走线)。在没法避免的情况下,请让两者垂直布线,禁止平行走线。

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触摸通道线与通讯线不同层的处理

触摸PCBTouchPad设计

TouchPad可采用外接铜箔、金属片、弹簧、导电棉等形式。若采用PCB铜箔形式,其中形状一般为方形、圆形和灯形状。TouchPad的面积一般为8mm×8mm至15mm×15mm,面板厚度不同TouchPad面积也有所差别,下表列出了面板厚度与TouchPad面积的对应关系,若在TouchPad中开孔或者放置LED等,需增大TouchPad面积。

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面板厚度与感应盘面积

铺地层

  • 若产品在触摸按键正背面无大的干扰源,且与其他电源板相隔大于5mm,则背面可不铺地。

  • 如若铺地,则为了使寄生电容最小化,推荐在触摸按键所在的层进行40%的铺地(触摸按键层Grid Size = 24mil,Track Width = 8mil),而非触摸按键所在层则进行60%-80%的铺地(Grid Size = 14mil,Track Width = 8mil)。如下图所示:

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按键顶层与底层铺地示意图

产品简介

AiP8F32XX和AiP8F35XX产品资源

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AiP8F32XX产品资源
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AiP8F35XX产品资源

内部框图

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AiP8F3208

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AiP8F3216/ AiP8F3216E

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AiP8F3264

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AiP8F3516

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AiP8F3532

总结

电容式触摸按键应用范围广泛,无锡中微爱芯的AiP8F32XX MCU触摸端口数量多,可适用于多按键的触摸应用场景;AiP8F35XX MCU无需外接电容不仅方便工程师布板而且节省了用户成本。

我司触摸类MCU集成了诸如AD、LED、LCD、I2C、SPI、UART等众多外设,功能强大应用范围广,更多详情可咨询我司销售。

来源:无锡中微爱芯电子有限公司

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