簡介

在我們的日常生活中，電容式觸摸控制無處不在。空氣炸鍋、洗衣機、空調、遙控器等家用電器都會用到電容式觸摸按鍵。傳統的機械按鍵時間一長觸點就容易接觸不良，造成按鍵失靈。相比于機械按鍵，電容式觸摸按鍵不僅壽命長、操作方便而且具有防水和強抗干擾能力，增強了用戶的交互式體驗感。

下面將以無錫中微愛芯電子有限公司AiP8F32XX DEMO板為例，簡要說明下電容式觸摸按鍵的設計要點，以方便工程人員開發電容式觸摸按鍵方案。

電容式觸摸方案PCB設計要點

觸控MCUAiP8F32XX應用電路

注：Cadj為基準電容

匹配電阻及基準電容Cadj的選擇

匹配電阻應該盡可能的靠近觸摸芯片的引腳位置，這樣可以提高芯片的抗干擾能力，電阻的阻值推薦1K-2K，默認使用1.5K。基準電容Cadj應該盡可能的靠近MCU引腳和GND。推薦電容為溫度系數小的NPO電容，容值為5.6nF-22nF，推薦使用10nF。觸摸芯片的的放置位置盡量處于所有TouchPad的中間，這樣可以使得每個TouchPad到芯片引腳的距離一致，有利于減小觸摸差異。

觸摸走線設計要求

TouchPad到MCU觸摸引腳的走線TKline要盡量短和細（建議7-10mil)，以確保信號的穩定，同時TKline彼此間的距離盡量大，盡量保證在2倍線寬以上。

TKline的正上方或者正下方盡量避免VDD、Digital信號線重疊。

當TKline與 VDD、Digital信號線在同一個Layer時，盡量將兩個信號線間的距離大于4倍線寬。

若因Board 面積有限，TKline與其他信號線在同一層，且距離較近則中間建議用GND隔開，GND寬度建議2倍以上TKline寬度。

觸摸走線示意圖

多個KEY走線時，TouchPad到MCU觸摸引腳的走線盡量做到長短一致。由于實際應用中導線相當于電容，不同長度走線容易產生多余寄生電容，造成各個按鍵檢測電容不一致。

理想的布局方式

各個TouchPad的通道走線彼此間要盡量遠離，且需同時遠離其他元件和走線，尤其是遠離信號線(例如IIC、SPI、UART等高頻通信走線）。在沒法避免的情況下，請讓兩者垂直布線，禁止平行走線。

觸摸通道線與通訊線不同層的處理

TouchPad設計

TouchPad可采用外接銅箔、金屬片、彈簧、導電棉等形式。若采用PCB銅箔形式，其中形狀一般為方形、圓形和燈形狀。TouchPad的面積一般為8mm×8mm至15mm×15mm，面板厚度不同TouchPad面積也有所差別，下表列出了面板厚度與TouchPad面積的對應關系，若在TouchPad中開孔或者放置LED等，需增大TouchPad面積。

面板厚度與感應盤面積

鋪地層

若產品在觸摸按鍵正背面無大的干擾源，且與其他電源板相隔大于5mm，則背面可不鋪地。

如若鋪地，則為了使寄生電容最小化，推薦在觸摸按鍵所在的層進行40%的鋪地（觸摸按鍵層Grid Size = 24mil，Track Width = 8mil），而非觸摸按鍵所在層則進行60%-80%的鋪地（Grid Size = 14mil，Track Width = 8mil）。如下圖所示：

按鍵頂層與底層鋪地示意圖

AiP8F32XX產品簡介

產品特點

內部框圖

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AiP8F3216/ AiP8F3216E

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總結

電容式觸摸按鍵應用范圍廣泛，無錫中微愛芯的AiP8F32XX MCU觸摸端口數量多，可適用于多按鍵的觸摸應用場景。集成了諸如AD、LED、LCD、I2C、SPI、UART等眾多外設，功能強大應用范圍廣，更多詳情可咨詢我司銷售。

來源：無錫中微愛芯電子有限公司

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審核編輯 黃宇