E115 评估板：QT115H 芯片快速评估利器

在电子设计领域，快速评估芯片性能对于项目的推进至关重要。今天我们就来详细探讨一下 E115 评估板，它专为 QT115H “同步芯片” QTouch™ IC 的快速评估而设计。

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一、E115 评估板概述

1. 基本结构

E115 评估板上有四个按键，每个按键都配有对应的背光 LED，用于指示按键是否被触摸。这些按键是通过 PCB 上围绕空洞的方形铜区域制成，位于塑料面板下方。同时，一块半透明材料用于扩散 LED 的光线，提供更广泛的照明区域。

2. 连接与供电

评估板提供了外部接口连接，并且多个 E115 评估板可以进行菊花链连接。它由一节 9V 碱性电池供电，并配有低压检测 LED。

3. 快速使用步骤

• 插入电池：将 9V 碱性电池插入评估板的电池夹。
• 放置评估板：把 E115 放在桌面上，或者手持评估板时手指不要靠近按键或主板侧面的电路，因为那里有敏感元件和走线，手指靠近可能会导致按键误校准或误检测，使 LED 亮起。
• 打开电源：打开电源滑动开关，IC 校准时间不到一秒，之后就可以触摸按键使其亮起，按键组合可以任意。

4. 芯片与感应原理

E115 评估板有四个 QT115H 芯片，每个按键对应一个芯片。主 PCB 中间的连接器将感应走线传导到顶部 PCB “按键平面”，使四个方形区域成为独立的触摸传感器。通过使用合适的 Cs 电容值，QT115H 的增益设置得足够高，感应场能够横向穿透塑料面板到达方形区域的中心。由于 QT115H 按时间顺序工作，它们不会相互交叉干扰，而且每个感应电极在等待感应时都连接到地，避免触摸动作影响相邻按键。

二、E115 评估板的使用

1. 电池与电源开关

电源开关位于电池上方，由于评估板有电流消耗，建议不使用时将开关关闭。必须使用 9V 碱性电池。

2. 低电量 LED

开关旁边的低电量 LED 在电池电压降至约 7.5 伏以下时会亮起。低于这个电压，可能会出现误操作或不稳定现象。如果除了首次上电短暂亮起外，该 LED 在其他时间亮起，就应该更换电池。

3. 输出/接口连接器

输出接口连接器位于电源开关旁边，它是 PCB 上的一系列焊盘，包含四个 QT115H IC 的开关信号。此外，可以使用该连接器的 Vbb 引脚从 8 到 12 伏的外部电源为评估板供电，但使用外部电源时要移除电池，否则会导致电池意外充电，有电解液泄漏和爆炸危险。尽管板上通过 78L05 设备进行了电源调节，但为了获得最佳性能，原始电源应无开关噪声和短期波动。

4. QT115H 电路

每个按键对应的电路直接位于其下方。QT115H IC 位于主 PCB 边缘，采用插座安装。相关的 QT 采样电容（C5、C6、C7、C8，也称为“Cs 电容”）位于各自的 QT115H 附近，采用低轮廓引脚插座安装，方便实验。更换这些电容时，建议使用 X7R 陶瓷电容或塑料薄膜电容，电容值越高，按键越敏感。QT115H IC 具有高电平有效输出，用于驱动 NPN 晶体管，进而驱动高亮度 LED。

5. 同步连接与选项

QT115H IC 以菊花链方式连接，链中的第一个设备 U1 作为主设备。当 U1 的 QT 感应脉冲完成后，它会向第二个 QT115H（U2）发送同步脉冲，使其产生感应脉冲，以此类推，直到 U4 感应。四个对应按键的物理位置设计使得即使 U4 的脉冲与 U1 的脉冲重叠，交叉干扰也最小，因为按键 1 和 4 在面板上对角放置，互电容最小。在更长的链中，需要考虑按键和布线位置，以避免 QT115 后续设备的场耦合到链中较早的设备，否则可能导致交叉耦合设备不稳定和误检测。

6. 菊花链连接 E115 评估板

两个或更多 E115 评估板可以串联连接，第一块板的主 IC 作为主设备，第二块板的 U1 作为从设备，可通过设置跳线 J3 使第二块板的 U1 进入从模式。将第一块板的“Chain - Out”连接到第二块板的“Chain - In”即可创建所需的同步链接。

7. 按键特性

• 按键结构：评估板上的四个按键是塑料面板下方 PCB 层中围绕空洞的宽方形走线。光线扩散层用于柔化和扩散位于每个按键下方主板上的高亮度 LED 的光线，感应场穿透塑料面板形成触摸区域。
• 按键灵敏度：按键灵敏度由每个按键的 Cs 电容值决定，每个 IC 的 Cs 电容值可以不同。
• 重新校准超时：每个按键都有一个 10 秒的超时功能，用于从可能由异物导致的“按键卡住”状态中恢复。连续检测 10 秒后，受影响的按键会自动重新校准到重新校准时的信号状态。
• 漂移补偿：每个按键会对由于湿度、温度效应、介电变化等引起的信号漂移进行补偿，并且在传感器的使用寿命内持续进行。漂移补偿机制仅在没有检测到有效触摸时发生。如果按键触摸时间超过重新校准超时时间，释放按键后，按键逻辑会自动进行漂移补偿，恢复到正常校准点，QT115 的逻辑具有自我修复能力。
• 输出线：四个输出线 OUT1...OUT4 都是高电平有效，在触摸期间或特定按键的校准超时时间到期之前保持高电平。这些信号可以在靠近电源开关的输出连接器焊盘上找到。

总之，E115 评估板为 QT115H 芯片的评估提供了一个便捷、高效的平台。电子工程师们在使用过程中可以根据实际需求对其进行调整和优化，以满足不同项目的要求。你在使用类似评估板时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享。