論文開(kāi)題報(bào)告：觸摸式鍵盤電路設(shè)計(jì)

畢 業(yè) 論 文

題目： 觸摸式鍵盤電路設(shè)計(jì)（開(kāi)題報(bào)告）

院（系） 　　　信息科學(xué)與工程學(xué)院　　　
專 業(yè) 　　　電子科學(xué)與技術(shù)　　　
屆 別 　　　2011屆　　　

摘要
隨著蘋(píng)果的IPAD,IPHONE進(jìn)入市場(chǎng)，以及NOKIA在手機(jī)上改變了其固有的傳統(tǒng)，改變了其堅(jiān)持直板手機(jī)的固有模式，大家可以注意到它們有一個(gè)共同的特點(diǎn)，就是在人機(jī)交互上有了突破性的創(chuàng)新，變傳統(tǒng)的機(jī)械式按鍵為電容感應(yīng)的觸摸式按鍵。實(shí)現(xiàn)這一強(qiáng)大功能，并使用靈活的芯片，就是cypress（賽普拉斯）半導(dǎo)體公司近年來(lái)大力推廣的可編程片上系統(tǒng)PSoC。
針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械式按鍵輸入方式易磨損、壽命短等不足。設(shè)計(jì)了一種電容式觸摸輸入模塊。分析了電容式觸摸的基本原理，包括觸摸前后電容值的變化和對(duì)變化電容的檢測(cè)；設(shè)計(jì)了一種基于CSD檢測(cè)方法的電容式觸摸輸入的方案，并給出了基于PSoC微處理器的電容式觸摸模塊的硬件設(shè)計(jì)流程。設(shè)計(jì)的電容式觸摸輸入控制模塊精確度較高，靈敏度可調(diào)，誤操作率較低，具有一定的工程應(yīng)用價(jià)值。
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計(jì)人員節(jié)省了硬件成本，同時(shí)將更多的增值功能設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中，增加了性價(jià)比。
1.2.2技術(shù)新穎
本文論述的CapSense觸摸感應(yīng)技術(shù)是基于Cypress PSoc CY8C21*34系列芯片系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的，可用于觸摸按鍵觸摸式滾動(dòng)條（slider）、觸摸式平板（Touchpad）的觸摸感應(yīng)技術(shù)。Capsense技術(shù)區(qū)別與其他觸摸感應(yīng)技術(shù)的是，它幾乎不需外接復(fù)雜的外圍元件，只需外接電阻、電容，每一個(gè)按鍵的靈敏度可單獨(dú)調(diào)整，只需手指觸碰，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)按鍵，量化調(diào)節(jié)等方面的控制。并且有超過(guò)50種的封裝可選擇。
目前Cypress的CapSense觸摸感應(yīng)技術(shù)除了已在蘋(píng)果的ipod、LG的幾十款手機(jī)上得到應(yīng)用，也廣泛的應(yīng)用與其他產(chǎn)品。例如，家庭影音系統(tǒng)、DVD、機(jī)頂盒等。
1.2.3節(jié)省器件資源
單一器件可實(shí)現(xiàn)更多的功能，PSoC有一個(gè)8位的MCU，可稱之為M8C,以及相應(yīng)的Flash存儲(chǔ)器，SRAM，SROM和兩個(gè)數(shù)字時(shí)鐘源。而數(shù)字陣列則包含至少一排（4個(gè)）的的數(shù)字模塊，模擬模塊的主要功能包括A/D轉(zhuǎn)換器、D/A轉(zhuǎn)換器，濾波器、放大器和Capsense電容觸摸感應(yīng)。數(shù)字模塊的主要功能有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、PWM（脈寬調(diào)制Pulse Width Modulation）、SPI（串行外圍設(shè)備接口Serial Peripheral interface）和URAT（通用異步接收/發(fā)送裝置Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）。所以一顆PSoC可以節(jié)省原來(lái)的70%的器件資源。CapSense觸摸感應(yīng)解決方案最多可以控制28個(gè)按鍵。設(shè)計(jì)者可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇控制多少個(gè)按鍵，多少個(gè)滑條，導(dǎo)航鍵或面板。
1.2.4靈活的代碼編輯
設(shè)計(jì)者可隨時(shí)對(duì)代碼進(jìn)行編譯和修改，然后通過(guò)MiniProg將程序反復(fù)燒入器件。Cypress針對(duì)PSoC提供了PSoC Designer和PSoc E*PRESS開(kāi)發(fā)軟件，以幫助客戶提高設(shè)計(jì)效率。更快速，更簡(jiǎn)易地開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品。
1.2.5優(yōu)秀的防水防干擾功能
Cypress工程師在CapSense中研制了一套防水滴，濕氣等對(duì)觸摸按鍵誤觸導(dǎo)的解決方案，以保證在各種環(huán)境下控制的準(zhǔn)確性。同時(shí)，在原有模塊上對(duì)硬件構(gòu)造進(jìn)行優(yōu)化提高了抗干擾性能，與一些高阻敏感材料如ITO（納米銦錫金屬氧化物Indium Tin O*ides）配合應(yīng)用，可靠性更高。
1.2.5優(yōu)秀的按鍵壽命
觸摸感應(yīng)按鍵由于不需要機(jī)械結(jié)構(gòu)，表面覆蓋一層導(dǎo)電的薄膜，非常耐用，操作也只需輕輕觸碰，是所有按鍵解決方案中使用壽命最長(zhǎng)的。（按鍵次數(shù)可達(dá)10萬(wàn)次以上，而一般普通按鍵只有5萬(wàn)次左右）

第二章：系統(tǒng)電路原理

1．1基于電阻的觸摸感應(yīng)技術(shù)
基于電阻型的觸摸感應(yīng)電子按鍵可以用分立電子元件實(shí)現(xiàn)，也可以用數(shù)字邏輯電路來(lái)實(shí)現(xiàn)。而基于電阻型的觸摸感應(yīng)按鍵或者人體感應(yīng)信號(hào)的觸摸感應(yīng)按鍵基本上都是單按鍵的，當(dāng)要使用多觸摸按鍵時(shí)，元器件的數(shù)量會(huì)成倍數(shù)的增加，系統(tǒng)會(huì)變得復(fù)雜。
2.1基于電容型觸摸感應(yīng)技術(shù)方式
基于電容性的觸摸感應(yīng)技術(shù)按照電容感應(yīng)的方式基本上可以分為三類：電場(chǎng)變化觸摸感應(yīng)技術(shù)、基于馳張振蕩器的觸摸感應(yīng)技術(shù)以及電荷轉(zhuǎn)移型的觸摸感應(yīng)技術(shù)。
2.1.1電場(chǎng)變化的觸摸感應(yīng)技術(shù)
電場(chǎng)傳感器通常會(huì)使用一個(gè)數(shù)百kHZ的正弦波，然后將這個(gè)正弦波信號(hào)施加在電容的一個(gè)極板導(dǎo)電塊上，并檢測(cè)另外一個(gè)導(dǎo)電塊的信號(hào)電平。當(dāng)用戶的手指或另外的導(dǎo)體對(duì)象接觸兩個(gè)導(dǎo)體塊的時(shí)候，接收器上的信號(hào)電平將改變。通過(guò)解調(diào)和濾波基板上的信號(hào)可獲得一個(gè)直流電壓，這個(gè)電壓隨電容的改變而改變。將這個(gè)電壓與閾值電壓比較，即可產(chǎn)生觸摸/無(wú)觸摸信號(hào)。
像ADI公司的AD7142和freescale的MC34940是使用電場(chǎng)變化觸摸感應(yīng)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)觸摸應(yīng)用的芯。
2.1.2充電傳輸觸摸感應(yīng)技術(shù)
充 ……（未完，全文共5943字，當(dāng)前僅顯示2087字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《論文開(kāi)題報(bào)告：觸摸式鍵盤電路設(shè)計(jì)》）