触摸感应式键盘设计成功

machao · 发表于 2008-5-18 03:20:20

最近一段时间在学习和使用CYPRESS的PSOC芯片CY8C21534设计一个触摸感应式键盘,该键盘有6个触摸感应式键,控制10个LED,一个RXD,一个TXD等.

今天做了5个均能正常工作,直接可以替代原机械式的按键键盘.马上可以进入小批量生产阶段了.

这个PSOC还是非常具备挑战性的,硬件结构和开发环境及方法有许多的新的东西,有一定的特点.

又掌握了许多新的东西,本人还能跟上技术的进步.年轻人,不要落在我的后面呀.

mojinpan · 发表于 2008-5-18 08:21:33

马老师能不能大概介绍一个下这个触摸感应式键盘的原理,让我们能有一个初步的影像

Chenxg · 发表于 2008-5-18 09:07:28

顶!!!

machao · 发表于 2008-5-18 10:45:03

参考:http://www.mcuol.com:80/Solution/202/6706.htm

lfkkk126 · 发表于 2008-5-18 13:06:59

有些居民楼走廊里的灯就是靠触摸开关控制，开关的外形是一块金属材料，不管用多么轻的力量，只要手碰到它就能打开灯，但是用木棍去碰它就不行。跟马老师说的这个按键应该不一样

machao · 发表于 2008-5-18 13:44:49

原理类似的.不过那是使用模拟电路,比如使用555构成振荡电路,金属触片和地为振荡电路中的谐振电容.当人摸上去时电容值改变,振荡频率就会改变.

chenqianglight · 发表于 2008-5-18 14:09:31

HT45R35也能做触摸按键,手头正在玩,不好弄啊,明天问问他们的技术支持

machao · 发表于 2008-5-18 14:52:16

HT45R35也能做触摸按键,我知道.这块片子基本上不用调试按键的参数,实现起来比较简单.类似的片子其它公司也有.但这些片子本身其它的资源和功能太少了,一般只能做外围,通常需要其它MCU的配合.

而CYPRESS的PSOC芯片功能比它强的多,内部又模拟模块和数字模块.可以灵活的配置出各种的应用,适合"高手"(有点自吹了,不好意思)使用.感应键盘只是其中之一.

另外,PSOC带来许多新的概念和方法,可能在以后会得到发展和流行起来的.

实际上,目前使用CYPRESS的PSOC还是比较复杂和困难的,资料和介绍也不多.网上多是公司的一些技术介绍和简单的例子.真正作为实用的产品尚不多.我在这个产品设计中还是碰到了许多实际的问题,公司的支持已经没有能力帮助解决了.但最后我还是经过努力,参考了大量英文资料,使用多重配置,软件模拟TXD口,改写中断服务等方法,才实现了可以实际应用,并能完全替代原机械的产品的设计.

我做这个的收获,不仅仅是设计出一个感应键盘,而是通过它,学习许多新的东西和技术,使自己不要落伍.

发表此贴的用意,不在键盘.是提供一些信息,让有能力和基础的,并在本行业学习和打拼的朋友了解到新的发展和技术.不断学习,才能跟的上电子技术的进步.

从51到AVR,不只是内部资源多点,速度快些.更重要的是设计方法的需要跟的上.而CYPRESS的PSOC芯片CY8C21534,尽管内部也有个8位的MCU,但其内部的结构和开发的技术都非常有特点.有兴趣的朋友可以关注一下.目前国内只有一本书做介绍,不过此书基本是公司资料的翻译和组合.

zhanjay · 发表于 2008-5-18 15:13:17

用两个三极管就可以做一个最简单的触摸键

machao · 发表于 2008-5-18 16:33:37

贴上电路图:

(原文件名:未标题-2 拷贝.jpg)

machao · 发表于 2008-5-18 16:56:52

CY8C21534目前在国内的价格约在10元上下.

shaoziyang · 发表于 2008-5-18 21:05:29

马老师很厉害.

Cypress的东西的确很有特点,而且还不断的增加新技术和新功能.Cypress的单片机与传统的单片机有很多不同的地方,有很多新思路和特点.只是Cypress的开发工具太少,参考资料也不多,不太适合自学.

machao · 发表于 2008-6-1 21:13:46

新的东西那有什么"老师",当然需要"自学"了.参考资料还是有的,另外在开始使用时,多问问支持工程师.

ansion520 · 发表于 2008-6-1 21:22:48

分立元件设计的触摸感应式键盘

来自二姨! (原文件名:市面上做触摸小家电产品最常用的一种方案.jpg)

machao · 发表于 2008-6-1 21:33:02

楼上的能简单介绍原理吗?

我使用CYPRESS的PSOC芯片做的按键,调试参数比较麻烦.而且在使用DC/DC开关电源时,灵敏度就会大大降低.

分立元件的有何不足地方,楼上有经验可以交流吗.

chendaon · 发表于 2008-6-1 21:52:09

http://bbs.21ic.com/club/bbs/list.asp?boardid=11&page=1&t=2952891&tp=%25u89E6%25u6478%25u6309%25u952E%25u63ED%25u79D8

ansion520 · 发表于 2008-6-1 22:07:16

应该是利用MCU的A/D监测交流的积分电压变化!

xingcn · 发表于 2008-6-1 22:12:39

对13楼电路只要软件处理得好是比较可靠的，对KEY端的处理我是使用单片机AD进行采样滤波再进行判断，也可以用比较器或直接用单片机的引脚判断，用AD可以调节灵敏度，只是这种电路的灵敏度比较低，当手触摸SPRING时KEY端的电压会下降，不同的频率也会导致灵敏度不同，我使用的是100多K，电路和13楼类似，自己用万能板搭的触摸电子锁，用了1年了，灵敏度不会下降，使用电池供电时灵敏度也比较高，大约在1mm以内可以使用，当然和触摸点的面积也有关。
我的感觉还是直接用单片机引脚加1M电阻上拉那种方式做的触摸按键比较好，电路和程序都很简单（论坛上有），灵敏度非常高，当然也很容易受到干扰，做这个试验时直径1CM的金属片隔5mm以上的书本也可以判断出按键信号，而且还是变压器供电。这种原理做触摸按键还是很不错的，硬件就一个上拉电阻，关键是软件。如果软件问题解决了，用来做人体的接近检测也是可以的，当我把灵敏度设定在最高时，手接近金属片10mm－30mm时就可以被检测到了。

sciencehero · 发表于 2008-6-1 22:27:05

关注......

diannaoza · 发表于 2008-6-1 22:28:28

当手触摸SPRING时KEY端的电压会下降？？？

手触摸spring时==引入了什么变化。是电容分布吗？？？？？？？？？？？？？？谢谢！

当手触在sprin，在T2处对GND时分布电容不仅仅是102p。会变到103p或104p或更大对吗？此时对455khz的t2处容抗变小，在其上分压变小？key--变化。
个人见解，没做过这个东西？

xingcn · 发表于 2008-6-1 22:48:50

看了21IC后继续说一些经验，这个电路并不像21IC上说的那样，通过实验我可以明确告诉大家，这种电路的触摸点怕地不怕水，主要开始看谁离地更近，举个简单的实验例子，用塑料盆打一盆水，再从触摸点接一根线放到水里，把这盆水放在地上，这时这种电路就失效了，当时做这个电路的防水性能时犯了这样的错误，我第一时间得出这样的结论－这种电路怕水。自找的，谁让我把实验搬到地上做。不过这个结论在我大脑并没有停留，我把水端到凳子上，触摸点又恢复了原来的灵敏度。所以得出了上面的结论，它是检测地分走了多少交流电压，地对触摸点的影响很大。我想这个缺点对于专用芯片来说也会存在的，毕竟都是采用检测电容的原理。这一点还要请教马老师。

还有，电路本身是比较可靠的，我测量过不同的频率和不同电阻电容构成的电路，才敢这样说，频率、电容、电阻都不是一个精确值，都存在一个很大的范围，在这个范围内电路的灵敏度变化很小。有人说不可靠，一致性不好，这些都是软件的问题。

xingcn · 发表于 2008-6-1 23:16:08

【19楼】 diannaoza 天比
当手触摸SPRING时KEY端的电压会下降？？？

手触摸spring时==引入了什么变化。是电容分布吗？？？？？？？？？？？？？？谢谢！

当手触在sprin，在T2处对GND时分布电容不仅仅是102p。会变到103p或104p或更大对吗？此时对455khz的t2处容抗变小，在其上分压变小？key--变化。
个人见解，没做过这个东西？
＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝

我的模电比较差，说的不对大家指点一下，以第一路为例，在没有人体触摸时电路处于一个平衡状态，电流（455k交流）从C8通过C14再经D8对C2充电，C2同时也在对R18放电来保持KEY端电压的恒定（放电速度太慢会严重影响触摸效果，R18的选择必须使得C2在平衡时没有达到最高电压），当人体和sprin1接触时，人体与sprin1构成的电容将分流一部分从C8过来的电流，所以流过C14的电流要比原先的小，因此KEY处电压要比没有人体触摸时要低。

chenqianglight · 发表于 2008-6-9 13:38:06

马老师的触摸按键如何对不同的温度湿度抗干扰呢?我在用HOLTEK 的单片机,发现在一天中不同的时刻,触摸按键的灵敏度是不同的,也就是说我早上还是直到手指碰上去才能判断按键开关的参数,在下午的时候却只要手指离玻璃板近点就能使按键开关了.

astankvai · 发表于 2008-6-9 14:57:40

刚打电话问了，这个IC 10K的报价是7.00元左右，成本太高，和PIC，MOSART及QT的没有竞争力啊!

machao · 发表于 2008-6-9 15:53:07

23楼:你说的是CY8C21534吗?

成本应该看整个系统的总成本,我是这样计算的,就拿设计的简单键盘举例:

原来采用M8+6个机械按键.                            现在使用CY8C21534+6个弹簧(其它都一样了)
   6+6                                        10 + 3 (10元是还没到10K,弹簧0.5元/个)
   一年要换键                                     N年?

其它能做感应键盘的IC好象比CY8C21534便宜点,但资源实在太少,通常只能做外围,连个小主控也不能胜任.

目前需要考虑是稳定性以及批量生产是否方便的问题.

machao · 发表于 2008-6-18 11:40:45

CYPRESS在21IC上有PSOC的讨论组,

我在设计过程中,发现一些问题,下面是我在那里的问题,及讨论情况:

http://bbs.21ic.com/club/bbs/bbsview.asp?boardid=59

mored · 发表于 2008-6-25 22:39:41

microchip,ti/msp430都有这方面的例子

AVR-BIN · 发表于 2008-6-26 08:19:01

不知道用电池供电还能用不
很多触摸电路,一遇到电池供电就死翘翘

dianzi042 · 发表于 2008-7-4 22:42:53

可以考虑QuanTum的芯片，也很不错的！

MSN：yangjs042@hotmail.com
www.keikong.com

twoperson · 发表于 2008-7-8 22:32:58

Cypress的Capsense方案有CSR，CSA，CSD等好几种，马老师用的哪个？

machao · 发表于 2008-7-9 00:01:16

http://bbs.21ic.com/club/bbs/bbsview.asp?boardid=59

tangfree · 发表于 2008-7-9 10:23:58

很有意思，有空试试

friendljy · 发表于 2008-7-9 11:10:39

mark

hjhwsk · 发表于 2008-7-9 11:55:49

好像freescale的电容传感器就是这样的原理.还可以做到十几公分就能有反应.

ivws · 发表于 2008-7-19 15:24:31

http://www.21dz.com.cn/article/show.asp?id=943

(原文件名:电容.gif)

wsl16805 · 发表于 2008-7-21 21:51:22

好东西.正要用.

hkap · 发表于 2008-7-25 17:21:07

请问马老师,这方案哪家有提供

kv2004 · 发表于 2008-7-25 20:44:35

用m8/16...也可以做成感应式的，只是距离近些，最多一两毫米，受布线影响大，我用m16做了个4x4=16键的，最下面一行4个键感应不好。和中间的介质也有关系，透明胶布，薄绝缘板，塑料绝缘胶布，都不一样。

twoperson · 发表于 2008-8-6 09:49:11

Cypress的CSR、CSD等Capsense技术主要是测电容值的变化，在PCB上画一块金属板，这个金属板只和PSoC的一个IO相连，PSoC通过IO口测量金属板和地之间的电容值，当手指接近金属板时电容值会产生变化
所以Capsense技术主要是测电容值的技术，通过观察CSR的电路原理可以发现IO口的输入阻抗很高，因而对干扰比较敏感，所以CSR已经被Cypress放弃了，现在主推的是CSD技术

new_friend · 发表于 2008-8-6 10:18:29

某些场合下可以使用，但代替不了普通键盘，用触摸键盘没普通键盘那种感觉，相信很大一部分人不会适应的

bill20085555 · 发表于 2008-8-26 16:50:38

13楼的大哥，如何得到那个455KHz信号啊？非常感激，我现在用HOLTEK的单片机，我问了他们支持，说无法做到这样的信号。

chenqianglight · 发表于 2008-8-26 18:41:32

看单片机配置了,HT带AD 的单片机不熟!

bill20085555 · 发表于 2008-8-28 16:08:35

晕掉

ym_avr · 发表于 2008-10-23 10:12:12

关注中...

eagle2006 · 发表于 2008-10-23 12:56:56

现在触摸按键除了用PSoC芯片，最好的选择是用Microchip的单片机，Microchip一个单片机最多可以做16个按键。

上面说的防水放油功能肯定可以，通讯接口有串口、I2C、SPI，资源很丰富

用Microchip的话，除了按键，单片机还能做其它事

本贴被 eagle2006 编辑过,最后修改时间：2008-10-23,13:00:49.

chenqianglight · 发表于 2008-10-23 13:23:52

PSOC做触摸时也能做其他事,不过成本与功耗都偏高,有人说<5元解决了触摸按键的问题,可靠性与功耗都不错,问他也不说,唯一肯定的是肯定也是用了大公司的方案,不知道有哪家能做到这么低的价格

grandeurlee · 发表于 2008-10-28 11:47:13

不知道13楼说的那个帖子在哪里能找到！！敬候佳音！！

masbbx · 发表于 2008-10-28 11:55:21

我自己做了个16个按键的玩

但是可是好像公司不感兴趣

……

sdmmqy · 发表于 2008-10-28 23:10:29

mark

hhrfjz · 发表于 2008-10-29 02:14:43

mark

sun424 · 发表于 2008-10-29 07:43:26

记号,正打算学习

yuhang · 发表于 2008-10-29 10:54:56

资料不错，记号

zppzq · 发表于 2008-11-3 20:10:14

学习......

zlutian · 发表于 2010-3-15 14:30:04

mark

ndust · 发表于 2010-3-15 15:22:15

ggddll · 发表于 2010-3-27 21:45:37

MARK

jielove2003 · 发表于 2010-3-27 23:19:38

学习了

int3 · 发表于 2010-4-19 20:32:08

谁要分离元件做,可以交流

haibinglong · 发表于 2010-7-1 08:42:46

mark

jiabin1024 · 发表于 2010-9-23 13:43:07

我之前的那个公司就是使用的赛普拉斯的芯片，用在手机上的，还不错。

bondxie3 · 发表于 2010-9-26 19:47:11

标记学习.

CXDQ888 · 发表于 2012-2-21 22:31:21

其实任何单片机都可以做触摸按键的，就看你的软件能力啦！我用M48做了个产品，还开发了6个触摸按键，现在一直使用的稳定，比现在市面是有的电磁炉还要好点，我家的电磁炉触摸按键经常按几下才有效，或者按一下触发几下，晕人，还是品牌的。

sandao · 发表于 2012-2-28 08:49:16

CYPRESS的片子太贵，我们的项目不准用。

raxb · 发表于 2012-3-2 18:22:57

SN8P2522/2523专用触摸IC,支持单键,矩阵,滑键

sos9616 · 发表于 2012-11-15 22:33:52

谢谢分享

adalim · 发表于 2012-11-20 11:26:40

留着以后用

触摸感应式键盘设计成功

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！