电容式触摸按键屏中应用的高性能触摸芯片

电容式触控技术由于能很好的支持多点触摸、触控屏幕耐损耗、使用寿命长等优点，而得到迅速发展，触控芯片技术的出现，使按键的方式也出现了巨大的变化，按键操作变的更加灵活舒适，按键面板也变地更加时尚亮丽。目前，触摸芯片已成为了现代电子产品的核心组件之一，从手机、平板电脑、智能手表、智能门锁、到洗衣机、汽车等领域都有着广泛的应用场景。

目前运用的触摸芯片主要有两种，一种是电阻式，另一种是电容式。因电容式可靠性更高而得到更加广泛的应用。目前应用触摸芯片的产品，单点触摸式是较为常见也是应用较为广泛的方式。随着触控芯片的不断发展，各种各样形式的触摸按键已经出现在我们日常家用电器中，如滚轮和滑块式按键的出现更加丰富了触控芯片的应用。

早期的触控芯片比较简单，只能处理按键。随着技术的进一步发展，触控芯片已经不再是一个简单的按键处理芯片，现在已经完全可以作为一个主MCU来用，除了可以处理触摸按键外还可以处理如AD采样、LED控制、通讯等等。以前要实现触摸按键功能必须有两个芯片，一个触控芯片，一个主MCU，现在只需要一个触控芯片就可以解决问题，使产品的成本大大降低，也使得更多的产品可以运用触控按键技术。

触摸芯片的工作原理是通过感应人体触摸带来的电容变化而实现的；当人体接近触摸屏幕表面时，会引起触摸屏与人体间的电容改变，并且形成了一个新的电场分布，芯片会根据这个电容改变来计算出具体的触摸位置和操作手势。这个过程需要采用一系列传感器技术、信号处理以及算法优化等技术，才能达到高精度和高灵敏度的效果。

任何两个导电的物体之间都存在着感应电容，一个按键即一个焊盘与大地也可构成一个感应电容，在周围环境不变的情况下，该感应电容值是固定不变的微小值。当有人体手指靠近触摸按键时，人体手指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容，会使总感应电容值增加。电容式触摸按键IC在检测到某个按键的感应电容值发生改变后，将输出某个按键被按下的确定信号。电容式触摸按键因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰会更加敏感，因此触摸按键设计、触摸面板的设计以及触摸IC的选择都十分关键。

电容式触摸芯片内部集成高分辨率触摸检测模块和专用信号处理电路，以保证电容式触摸芯片对环境变化具有灵敏的自动识别和跟踪功能。为方便用户在应用中可对触摸键的灵敏度进行自主控制，电容式触摸芯片还特设置了灵敏度控制位。

因触控芯片集成为MCU以后，按键的检测也变得更加灵活，可以采用矩阵扫描或AD采样，这样就使得可以识别的按键个数越来越多，以前可能需要几个触控芯片才能完成，现在一个新的触控芯片就完全可以满足要求。

由工采网代理的韩国GreenChip 电容式触摸芯片 - GTX314L是具有多通道触发传感器的14位触摸传感器系列，它是通过持续模式提供中断功能和唤醒功能，广泛适用于各种控制面板应用，可直接兼容原机械式轻触按键的处理信号。

GTX314L芯片内部采用特殊的集成电路，具有高电源电压抑制比，可减少按键检测错误的发生，此特性保证在不利环境条件的应用中芯片仍具有很高的可靠性，具备更强大的抗干扰能力符合国家强电测试标注，能过高压测试，能过注入电流测试，效果十分明显。

此外，该芯片集成了丰富的模拟和数字外设，提供中断功能；提供幻灯片模式；提供“寄存器写入锁定”功能；嵌入式数字噪声滤波器；智能灵敏度校准；非常容易形成各类灵活组合的门锁方案。

芯片采用自动寻卡，探卡前自动屏蔽触摸芯片功能，全程无须MCU干预，MCU仅仅需判断IRQ做出对应操作即可，新的实现方式，将智能门锁整体待机功耗降到10uA以下，重新定义低功耗。

电容式触摸芯片 - GTX314L具备特性：

①供电电压范围宽：1.8V ～ 5.5V

②14通道cap.传感输入

③嵌入式GreenTouch3TM引擎

④智能灵敏度校准；低功率增强器

⑤提供中断功能；提供幻灯片模式；

⑥支持I2C接口；提供“寄存器写入锁定”功能

外围电路简单，调试方便；可以通过编程方便的单独调整每个按键的灵敏度，通过无铅认证，封装（QFN-24L (4.00 x4.00x0.75, e = 0.50)） 模拟补偿电路；嵌入式数字噪声滤波器；GTX314L的CTRL引脚提供可切换在同一芯片上进行两个芯片并行操作的芯片IDI2C总线。

审核编辑 黄宇