電容式觸摸按鍵屏中應用的高性能觸摸芯片

電容式觸控技術由于能很好的支持多點觸摸、觸控屏幕耐損耗、使用壽命長等優點，而得到迅速發展，觸控芯片技術的出現，使按鍵的方式也出現了巨大的變化，按鍵操作變的更加靈活舒適，按鍵面板也變地更加時尚亮麗。目前，觸摸芯片已成為了現代電子產品的核心組件之一，從手機、平板電腦、智能手表、智能門鎖、到洗衣機、汽車等領域都有著廣泛的應用場景。

目前運用的觸摸芯片主要有兩種，一種是電阻式，另一種是電容式。因電容式可靠性更高而得到更加廣泛的應用。目前應用觸摸芯片的產品，單點觸摸式是較為常見也是應用較為廣泛的方式。隨著觸控芯片的不斷發展，各種各樣形式的觸摸按鍵已經出現在我們日常家用電器中，如滾輪和滑塊式按鍵的出現更加豐富了觸控芯片的應用。

早期的觸控芯片比較簡單，只能處理按鍵。隨著技術的進一步發展，觸控芯片已經不再是一個簡單的按鍵處理芯片，現在已經完全可以作為一個主MCU來用，除了可以處理觸摸按鍵外還可以處理如AD采樣、LED控制、通訊等等。以前要實現觸摸按鍵功能必須有兩個芯片，一個觸控芯片，一個主MCU，現在只需要一個觸控芯片就可以解決問題，使產品的成本大大降低，也使得更多的產品可以運用觸控按鍵技術。

觸摸芯片的工作原理是通過感應人體觸摸帶來的電容變化而實現的；當人體接近觸摸屏幕表面時，會引起觸摸屏與人體間的電容改變，并且形成了一個新的電場分布，芯片會根據這個電容改變來計算出具體的觸摸位置和操作手勢。這個過程需要采用一系列傳感器技術、信號處理以及算法優化等技術，才能達到高精度和高靈敏度的效果。

任何兩個導電的物體之間都存在著感應電容，一個按鍵即一個焊盤與大地也可構成一個感應電容，在周圍環境不變的情況下，該感應電容值是固定不變的微小值。當有人體手指靠近觸摸按鍵時，人體手指與大地構成的感應電容并聯焊盤與大地構成的感應電容，會使總感應電容值增加。電容式觸摸按鍵IC在檢測到某個按鍵的感應電容值發生改變后，將輸出某個按鍵被按下的確定信號。電容式觸摸按鍵因為沒有機械構造，所有的檢測都是電量的微小變化，所以對各種干擾會更加敏感，因此觸摸按鍵設計、觸摸面板的設計以及觸摸IC的選擇都十分關鍵。

電容式觸摸芯片內部集成高分辨率觸摸檢測模塊和專用信號處理電路，以保證電容式觸摸芯片對環境變化具有靈敏的自動識別和跟蹤功能。為方便用戶在應用中可對觸摸鍵的靈敏度進行自主控制，電容式觸摸芯片還特設置了靈敏度控制位。

因觸控芯片集成為MCU以后，按鍵的檢測也變得更加靈活，可以采用矩陣掃描或AD采樣，這樣就使得可以識別的按鍵個數越來越多，以前可能需要幾個觸控芯片才能完成，現在一個新的觸控芯片就完全可以滿足要求。

由工采網代理的韓國GreenChip 電容式觸摸芯片 - GTX314L是具有多通道觸發傳感器的14位觸摸傳感器系列，它是通過持續模式提供中斷功能和喚醒功能，廣泛適用于各種控制面板應用，可直接兼容原機械式輕觸按鍵的處理信號。

GTX314L芯片內部采用特殊的集成電路，具有高電源電壓抑制比，可減少按鍵檢測錯誤的發生，此特性保證在不利環境條件的應用中芯片仍具有很高的可靠性，具備更強大的抗干擾能力符合國家強電測試標注，能過高壓測試，能過注入電流測試，效果十分明顯。

此外，該芯片集成了豐富的模擬和數字外設，提供中斷功能；提供幻燈片模式；提供“寄存器寫入鎖定”功能；嵌入式數字噪聲濾波器；智能靈敏度校準；非常容易形成各類靈活組合的門鎖方案。

芯片采用自動尋卡，探卡前自動屏蔽觸摸芯片功能，全程無須MCU干預，MCU僅僅需判斷IRQ做出對應操作即可，新的實現方式，將智能門鎖整體待機功耗降到10uA以下，重新定義低功耗。

電容式觸摸芯片 - GTX314L具備特性：

①供電電壓范圍寬：1.8V ～ 5.5V

②14通道cap.傳感輸入

③嵌入式GreenTouch3TM引擎

④智能靈敏度校準；低功率增強器

⑤提供中斷功能；提供幻燈片模式；

⑥支持I2C接口；提供“寄存器寫入鎖定”功能

外圍電路簡單，調試方便；可以通過編程方便的單獨調整每個按鍵的靈敏度，通過無鉛認證，封裝（QFN-24L (4.00 x4.00x0.75, e = 0.50)） 模擬補償電路；嵌入式數字噪聲濾波器；GTX314L的CTRL引腳提供可切換在同一芯片上進行兩個芯片并行操作的芯片IDI2C總線。

審核編輯 黃宇