電容式觸摸按鍵較傳統(tǒng)機(jī)械按鍵壽命長(zhǎng)、成本低，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形美觀、耐磨損等優(yōu)點(diǎn)，已逐漸成為智能門(mén)鎖等無(wú)線觸摸應(yīng)用的主流解決方案。基于青稞RISC-V內(nèi)核的CH583/2藍(lán)牙SoC集成新一代觸摸按鍵，配套觸摸按鍵庫(kù)，支持驅(qū)動(dòng)屏蔽功能。

驅(qū)動(dòng)屏蔽技術(shù)可在不增加產(chǎn)品成本的情況下有效提高touch-key在長(zhǎng)走線、密集走線等緊湊布線場(chǎng)景下的靈敏度，在縮小按鍵面積的同時(shí)顯著提升觸摸按鍵的穩(wěn)定性和可靠性。配套提供的觸摸按鍵庫(kù)可與藍(lán)牙庫(kù)同時(shí)運(yùn)行，支持多種無(wú)線應(yīng)用場(chǎng)景。

以CH582設(shè)計(jì)常見(jiàn)12鍵觸摸鍵盤(pán)為例，CH582支持14通道觸摸按鍵，設(shè)置通道0為驅(qū)動(dòng)屏蔽引腳，其余13個(gè)通道中，12路通道分別對(duì)應(yīng)12個(gè)觸摸按鍵，剩余1路可做電池電壓檢測(cè)。

方案使用兩層結(jié)構(gòu)，兩板疊層組裝。頂板為12通道觸摸PAD，其上布置不超過(guò)3mm的亞克力板，PAD開(kāi)槽預(yù)留背光LED孔位;底板通過(guò)12顆LED燈珠提供背光，同時(shí)承載低功耗藍(lán)牙芯片CH582及其射頻天線。在傳統(tǒng)觸摸檢測(cè)方式中，長(zhǎng)走線或密集走線會(huì)增加按鍵回路寄生電容，導(dǎo)致按鍵靈敏度下降。本方案使用CH582的驅(qū)動(dòng)屏蔽引腳環(huán)繞輸入回路實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)屏蔽，可顯著降低寄生參數(shù)對(duì)靈敏度的影響，提升按鍵檢測(cè)性能。

實(shí)測(cè)驅(qū)動(dòng)屏蔽技術(shù)有益效果;

Demo板上電，單指輕觸亞克力任一按鍵，計(jì)算按鍵信號(hào)采樣值與基線的差值。以按鍵數(shù)字3為例，傳統(tǒng)模式下(關(guān)閉驅(qū)動(dòng)屏蔽)，差值約61，啟用驅(qū)動(dòng)屏蔽后，差值提升至152，信號(hào)顯著增強(qiáng)。

開(kāi)啟驅(qū)動(dòng)屏蔽功能;

關(guān)閉驅(qū)動(dòng)屏蔽功能(即傳統(tǒng)方式);

低功耗助力設(shè)備續(xù)航時(shí)長(zhǎng);

CH583簡(jiǎn)介

CH583是集成BLE無(wú)線通訊的RISC-V MCU微控制器。片上集成 2Mbps 低功耗藍(lán)牙 BLE 通訊模塊、2 個(gè)全速 USB 主機(jī)和設(shè)備控制器及收發(fā)器、2 個(gè) SPI、4 個(gè)串口、14 路 ADC、觸摸按鍵檢測(cè)模塊、RTC等豐富的外設(shè)資源。

內(nèi)核青稞V4微處理器是基于標(biāo)準(zhǔn)RISC-V指令集架構(gòu)，自研的32位通用MCU微處理器。支持RV32IMACF指令集和自擴(kuò)展字節(jié)和半字 操作壓縮指令，支持中斷嵌套、硬件壓棧(HPE)、免表中斷(VTF)，支持多種低功耗模式，增強(qiáng)的兩線調(diào)試接口，支持標(biāo)準(zhǔn)RISC-V調(diào)試，具有物理 內(nèi)存保護(hù)(PMP)等功能

芯片特性

◆ Royalty-Free 內(nèi)核 Core：

- 32 位青稞 RISC-V 處理器 WCH RISC-V4A

- 支持 RV32IMAC 指令集，硬件乘法和除法

- 低功耗兩級(jí)流水線，高性能 1.56DMIPS

- 多檔系統(tǒng)主頻，最低 32KHz

- 特有高速的中斷響應(yīng)機(jī)制

◆ 512K 字節(jié)非易失存儲(chǔ) FlashROM：

- 448KB 用戶應(yīng)用程序存儲(chǔ)區(qū) CodeFlash

- 32KB 用戶非易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) DataFlash

- 24KB 系統(tǒng)引導(dǎo)程序存儲(chǔ)區(qū) BootLoader

- 8KB 系統(tǒng)非易失配置信息存儲(chǔ)區(qū) InfoFlash

- 支持 ICP、ISP 和 IAP，支持 OTA 無(wú)線升級(jí)

- 20MHz 系統(tǒng)主頻下基本零等待

◆ 32K 字節(jié)易失數(shù)據(jù)存儲(chǔ) SRAM：

- 30KB 雙電源供電的睡眠保持存儲(chǔ)區(qū) RAM30K

- 2KB 雙電源供電的睡眠保持存儲(chǔ)區(qū) RAM2K

◆ 電源管理和低功耗：

- 支持 3.3V 和 2.5V 電源，CH583M 支持 1.8V

- 內(nèi)置 DC-DC 轉(zhuǎn)換，可降低功耗

- 空閑模式 Idle：1.6mA

- 暫停模式 Halt：320uA

- 睡眠模式 Sleep：0.7uA～2.8uA 多檔

- 下電模式 Shutdown：0.2uA～2.3uA 多檔

- 可選低功耗或高精度的電池電壓低壓監(jiān)控

◆ 安全特性：AES-128 加解密，芯片唯一 ID

◆ 低功耗藍(lán)牙 BLE：

- 集成 2.4GHz RF 收發(fā)器和基帶及鏈路控制

- 接收靈敏度-98dBm，可編程+6dBm 發(fā)送功率

- BLE 符合 Bluetooth Low Energy 5.0 規(guī)范

- 支持 2Mbps、1Mbps、500Kbps 和 125Kbps

- 在 6dBm 發(fā)送功率時(shí)無(wú)線通訊距離約 500 米

- 在 6dBm 發(fā)送功率 125Kbps 通訊距離約 1000 米

- 提供優(yōu)化的協(xié)議棧和應(yīng)用層 API，支持組網(wǎng)

◆ 實(shí)時(shí)時(shí)鐘 RTC：支持定時(shí)和觸發(fā)兩種模式

◆ 通用串行總線 USB：

- 2 組獨(dú)立的 USB 控制器和收發(fā)器

- 15 個(gè)端點(diǎn)，支持 DMA，支持 64 字節(jié)數(shù)據(jù)包

- 集成 USB 2.0 全速收發(fā)器 PHY，無(wú)需外圍器件

- 支持全/低速的 Host 主機(jī)和 Device 設(shè)備模式

◆ 模數(shù)轉(zhuǎn)換 ADC：

- 12 位模數(shù)轉(zhuǎn)換器，支持差分和單端輸入

- 14 路外部模擬信號(hào)通道和 2 路內(nèi)部信號(hào)

◆ 觸摸按鍵檢測(cè)模塊 TouchKey：14 路通道

◆ 定時(shí)器 TImer 和脈寬調(diào)制 PWM：

- 4 組 26 位定時(shí)器，16MHz 主頻定時(shí)可達(dá) 4.2S

- 4 路捕捉/采樣，支持上升沿/下降沿/雙邊沿

- 4 路 26 位 PWM 輸出，8 路 8 位 PWM 輸出

◆ 異步串口 UART：

- 4 組獨(dú)立 UART，兼容 16C550，內(nèi)置 8 級(jí) FIFO

- 23 位計(jì)數(shù)器，通訊波特率可達(dá) 6Mbps

- UART0 支持部分 Modem，支持硬件自動(dòng)流控

- UART0 支持多機(jī)通訊時(shí)從機(jī)地址自動(dòng)匹配

◆ 串行外設(shè)接口 SPI：

- 2 組獨(dú)立 SPI，內(nèi)置 FIFO

- SCK 串行時(shí)鐘頻率可達(dá)系統(tǒng)主頻的一半

- SPI0 支持 Master 和 Slave 模式，支持 DMA

◆ 兩線串行接口 I2C：

- 支持 Master 和 Slave 模式，兼容 SMBus

- 支持 7 位或 10 位地址和總線廣播

- 支持仲裁、錯(cuò)誤檢測(cè)、PEC 校驗(yàn)、延長(zhǎng)時(shí)鐘

◆ 溫度傳感器 TS

◆ 時(shí)鐘：內(nèi)置 PLL，內(nèi)置 32KHz 時(shí)鐘

◆ 通用輸入輸出端口 GPIO：

- 40 個(gè) GPIO，其中 2 個(gè)支持 5V 信號(hào)輸入

- 可選上拉或下拉電阻，可選輸出驅(qū)動(dòng)能力

- 32 個(gè) GPIO 支持電平或邊沿中斷輸入

- 32 個(gè) GPIO 支持電平或邊沿喚醒輸入

◆ 工作溫度：-40 ~ 85℃

◆ 封裝形式：QFN48 5x5mm / QFN28_4x4mm

沁恒研究電容式觸摸按鍵多年，技術(shù)迭代成熟，按鍵功能已大量集成于CH32V203、32F103系列通用MCU及CH583、CH582、CH573、CH32V208等低功耗藍(lán)牙SoC芯片產(chǎn)品，部分芯片配套觸摸按鍵庫(kù)，可加速相關(guān)應(yīng)用開(kāi)發(fā)。

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審核編輯：湯梓紅