怎样使用MSP430来构建触摸按键

触摸按键的实现主要是通过检测板级系统上构建的RC振荡电路在固定时间内的振荡次数，如果振荡次数发生明显变化，则判断为触摸状态。那么振荡次数主要是由RC的值决定，在系统中R值是固定的，而电容C即系统的中的传感器，是由PCB layout的一个尺寸与手指大小的覆铜片。其与周围的地层构建一个电容值微小的电容（大约为10pF）。当手指接近会改变其介电常数， 导致电容值发生改变，因而导致振荡次数发生改变。如1图所示

图1

那么从实现角度来说，要实现触摸功能需要有RC振荡比较网络，比较器以及计数器。而MSP430具有这类资源，且其管脚漏电流非常小，非常适合用于触摸按键的功能。目前主要有检测RC充放电时间的方法（RC）与检测RC振荡次数即弛张振荡的方法（RO）。从目前的应用的角度，RO方法具有更好的稳定性与抗干扰能力。其原理如图2所示。

图2

MSP430的内置比较器和外部的冲放电电阻Rc以及感应电容Csensor一起构成了一个张驰振荡器结构。而感应电容Csensor就是这个振荡器的调协元件，Csensor的任何变化都相应的改变张驰振荡器的谐振频率。我们利用MSP430内置的定时器A来采样振荡频率，从而可以检测到Csensor的变化。

基于MSP430的触摸按键2

触摸按键的原理性东西在第一篇里已经大概讲过，本篇主要具体介绍一下怎么样使用MSP430来构建触摸按键。

图1

这张图1在上一章已经讲过。对于图中Px.y为高，比较器正端为高，Csensor进行充电，直到比较器负端为高时，比较器输出反向为低，则Csensor开始放电，如此持续振荡。比较器内部输出的是方波信号，通过TimerA对其进行计数。通过对比在固定时间窗里振荡数目的变化来判断是否有触摸的动作。下图为时间窗与震荡次数的关系。

图2

那么我们在使用430时有哪些方法来构建触摸按键系统呢？

图3

图3给我们展示了3种在MSP430上构建触摸按键的方法。第一种使用的是比较器COMPA+来实现，在所有430中只有带有比较器的器件都能够实现。第二种使用的是比较器COMPB来实现，相比第一种，由于比较器COMPB中已经带有参考电压网络Vref，所以可以省去在外部使用硬件构建参考电压。第三种方法是PinOsc使用的是MSP430 value line G2xxx系列，其引脚功能带有触摸功能，它的实现方式是在芯片内部构建了类似于斯密特触发器的功能，无需管脚外部在使用电阻R构成RC振荡网络，其内部的斯密特触发器能够进行振荡。如图四所示。

图四

总结一点，在MSP430中只要由COMPA+或者COMPB，以及Value line 中的MSP430G2xx2/3的器件中都能够构建触摸按键功能，其中按键的个数与比较器的通道数有关，而在Vauleline中，按键的个数与TOUCH I/O引脚数有关。最高支持24个按键（G2553）。