电容式触控感应原理,Q-Touch:针对不同的覆盖层厚度或 PCB 布局微调灵敏度 ,快速构建项目

针对不同的覆盖层厚度或 PCB 布局微调灵敏度

电容触摸的本质是:

人是导体么,触摸时会与按键电极形成耦合电容,导致总电容增加,检测电路通过识别这一变化判断触摸状态

电容变化 → 充放电时间变化 → Count变化


1. 没有人触摸时

  • 电容值 = 基准值(C0)

2. 人手靠近/触摸时发生什么?

  • 人体是导体手指会带来额外电荷(C1 = C0+人体额外电容)

电容 变大了(C1 > C0)

芯片是怎么判断"你摸了"?

触摸IC做的事情很简单:

可以理解为设有个阈值:

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基准值:C0实时值:C1(C0+人体额外电容)如果 C1 - C0 > 阈值 → 判定触摸
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这里我使用的是九齐的工具,叫做Q-Touch,它是触控 IC 的开发辅助工具。它提供一个简洁的图形化界面,可以快速扫描并获取各个按键预设的一组灵敏度数值。用户还可以通过模拟功能查看并微调所需的灵敏度。

可以看到

因为我选了 PB4 (TP2) ,右下角显示的是这个按键专属的参数

参数 作用说明 建议 & 注意
PB4: Touch-Key On 把这个引脚设为触摸按键(而不是普通IO)。 打开才能用
TP2_Threshold 最核心参数 ! 判定"触摸"的阈值(Delta Count)。 只有当实时 Count 和基准 Count 的差值超过这个值,才认为按下了。 根据真实扫描的 Delta 来设
TP2_Release_Level(%) 释放阈值比例 按下后,只有当差值下降到 Threshold × (Release_Level/100) 以下,才认为松手。
TP2_Extra_Cap 额外寄生电容补偿值。 用于补偿走线、PCB 布局带来的固定寄生电容。 一般先保持 0。 只有在你知道有明显寄生电容时才调(通常 0~20 之间微调)。

那右边这块 是Touch Option setting

参数 作用说明 工程建议
Debounce_Time 去抖时间 (单位 ms)。 信号必须持续稳定超过这个时间,才真正判定按下或释放。 50~120ms 常用。 环境干净 → 50~80ms 有电机/电源噪声 → 100~150ms
Reference_Capacitor 外部采样电容(Cs) 的标称值。 电荷转移法里用来积累电荷的那个电容。 必须和板子上实际焊接的电容一致
Scan_Frequency 触摸扫描频率(1MHz)。 影响扫描速度、功耗和 EMI。 先用 1MHz。 有干扰再降到 500kHz 或尝试自动跳频。
AutoJudge_Calibration 上电后智能判断是否需要重新校准的时间(秒)。 2~5s 比较合适。
Enforce_Calibration 强制校准 时间(秒)。 上电或环境变化大时强制做一次长时间基准采样。 第一次烧录或换外壳后建议用 20~40s。 平时可以设短一点。
Slow_Mode 慢速周期重校准 时间(秒)。 每隔一段时间自动做一次慢速基准更新,抵抗温湿度漂移。 5~15s 常用。太短会影响正常扫描,太长环境适应慢。
Wakeup_Key 低功耗唤醒按键设置(AnyKey = 任意按键都能唤醒)。 想极致低功耗时用。
Wakeup_Threshold 唤醒用的阈值(比正常 Threshold 低很多)。 设得比正常 Threshold 低
PB3_Touch_Count_Output 是否把原始 Count 值从 PB3 引脚输出(用于调试)。 ON 时可以接示波器/逻辑分析仪看原始数据。 调试阶段建议 ON ,量产时 OFF(省引脚)。