论文开题报告：触摸式键盘电路设计

毕 业 论 文

题目： 触摸式键盘电路设计（开题报告）

院（系） 　　　信息科学与工程学院　　　
专 业 　　　电子科学与技术　　　
届 别 　　　2011届　　　

摘要
随着苹果的IPAD,IPHONE进入市场，以及NOKIA在手机上改变了其固有的传统，改变了其坚持直板手机的固有模式，大家可以注意到它们有一个共同的特点，就是在人机交互上有了突破性的创新，变传统的机械式按键为电容感应的触摸式按键。实现这一强大功能，并使用灵活的芯片，就是cypress（赛普拉斯）半导体公司近年来大力推广的可编程片上系统PSoC。
针对传统机械式按键输入方式易磨损、寿命短等不足。设计了一种电容式触摸输入模块。分析了电容式触摸的基本原理，包括触摸前后电容值的变化和对变化电容的检测；设计了一种基于CSD检测方法的电容式触摸输入的方案，并给出了基于PSoC微处理器的电容式触摸模块的硬件设计流程。设计的电容式触摸输入控制模块精确度较高，灵敏度可调，误操作率较低，具有一定的工程应用价值。
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计人员节省了硬件成本，同时将更多的增值功能设计到产品中，增加了性价比。
1.2.2技术新颖
本文论述的CapSense触摸感应技术是基于Cypress PSoc CY8C21*34系列芯片系统开发的，可用于触摸按键触摸式滚动条（slider）、触摸式平板（Touchpad）的触摸感应技术。Capsense技术区别与其他触摸感应技术的是，它几乎不需外接复杂的外围元件，只需外接电阻、电容，每一个按键的灵敏度可单独调整，只需手指触碰，便可实现对按键，量化调节等方面的控制。并且有超过50种的封装可选择。
目前Cypress的CapSense触摸感应技术除了已在苹果的ipod、LG的几十款手机上得到应用，也广泛的应用与其他产品。例如，家庭影音系统、DVD、机顶盒等。
1.2.3节省器件资源
单一器件可实现更多的功能，PSoC有一个8位的MCU，可称之为M8C,以及相应的Flash存储器，SRAM，SROM和两个数字时钟源。而数字阵列则包含至少一排（4个）的的数字模块，模拟模块的主要功能包括A/D转换器、D/A转换器，滤波器、放大器和Capsense电容触摸感应。数字模块的主要功能有定时器、计数器、PWM（脉宽调制Pulse Width Modulation）、SPI（串行外围设备接口Serial Peripheral interface）和URAT（通用异步接收/发送装置Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）。所以一颗PSoC可以节省原来的70%的器件资源。CapSense触摸感应解决方案最多可以控制28个按键。设计者可以根据实际应用选择控制多少个按键，多少个滑条，导航键或面板。
1.2.4灵活的代码编辑
设计者可随时对代码进行编译和修改，然后通过MiniProg将程序反复烧入器件。Cypress针对PSoC提供了PSoC Designer和PSoc E*PRESS开发软件，以帮助客户提高设计效率。更快速，更简易地开发新产品。
1.2.5优秀的防水防干扰功能
Cypress工程师在CapSense中研制了一套防水滴，湿气等对触摸按键误触导的解决方案，以保证在各种环境下控制的准确性。同时，在原有模块上对硬件构造进行优化提高了抗干扰性能，与一些高阻敏感材料如ITO（纳米铟锡金属氧化物Indium Tin O*ides）配合应用，可靠性更高。
1.2.5优秀的按键寿命
触摸感应按键由于不需要机械结构，表面覆盖一层导电的薄膜，非常耐用，操作也只需轻轻触碰，是所有按键解决方案中使用寿命最长的。（按键次数可达10万次以上，而一般普通按键只有5万次左右）

第二章：系统电路原理

1．1基于电阻的触摸感应技术
基于电阻型的触摸感应电子按键可以用分立电子元件实现，也可以用数字逻辑电路来实现。而基于电阻型的触摸感应按键或者人体感应信号的触摸感应按键基本上都是单按键的，当要使用多触摸按键时，元器件的数量会成倍数的增加，系统会变得复杂。
2.1基于电容型触摸感应技术方式
基于电容性的触摸感应技术按照电容感应的方式基本上可以分为三类：电场变化触摸感应技术、基于驰张振荡器的触摸感应技术以及电荷转移型的触摸感应技术。
2.1.1电场变化的触摸感应技术
电场传感器通常会使用一个数百kHZ的正弦波，然后将这个正弦波信号施加在电容的一个极板导电块上，并检测另外一个导电块的信号电平。当用户的手指或另外的导体对象接触两个导体块的时候，接收器上的信号电平将改变。通过解调和滤波基板上的信号可获得一个直流电压，这个电压随电容的改变而改变。将这个电压与阈值电压比较，即可产生触摸/无触摸信号。
像ADI公司的AD7142和freescale的MC34940是使用电场变化触摸感应技术来实现触摸应用的芯。
2.1.2充电传输触摸感应技术
充 ……（未完，全文共5943字，当前仅显示2087字，请阅读下面提示信息。收藏《论文开题报告：触摸式键盘电路设计》）