CapsMCU在小家电产品中的应用

中国的小家电产品已逐步走向全球，因而产量逐年大幅度增长。这些产品上无一例外地都要使用按键，随着技术的发展，机械式按键已经逐步被触摸按键取代。据统计，电磁炉已经超过50%采用了触摸按键，抽油烟机、消毒柜、热水器、电饭煲、电压力锅、燃气灶、洗衣机等也都有改用触摸按键的趋势。

CapsMCU系列电容感应触摸控制器简介

CapsMCU是上海普芯达电子有限公司自主设计的一款电容感应触摸控制器系列，命名为CW88CSxxx。CapsMCUTM的电容感应触摸控制器可支持16或8个触摸键，排列成8X2或4X2的矩阵形式。

该系列器件分为主机和从机两大类。从机器件提供UART、SPI或二进制接口，方便与其它MCU或MPU通讯，并可通过开发工具方便地设置触摸键控制器的各种参数如灵敏度、按键工作模式、连接方式等；还可以读取键值等应用所需数据。主机器件除了提供触摸控制VMLTM(虚拟模块库)之外，大多数资源都开放给应用，可单机构成完整应用系统。

CW88CSxxx系列主机类器件内部集成了一个8051微控制器核，有8KB片上FLASH和256B片上RAM，还有3KB片上EEPROM。此外，它还有多个I/O口、看门狗、定时器、中断控制器等，完全采用8051指令集工作。CW88CSxxx系列器件还包含BootROM空间，提供独特的BootLoader固件，支持ISP功能。

CapsMCU在小家电中的应用实例

这里以CW88CS020在电饭煲中的应用为例。电饭煲系统框图如图1所示，CW88CS020在系统中是从机。系统中一共有8个按键，由CW88CS020管理，并通过4线二进制接口提供键值给主控制器。



CW88CS020是CapsMCUTM系列中的一颗从机器件，其引脚排列如图2所示。



以连接一个按键来说明，CW88CS020管理按键的原理如图3所示。



图中，S1为触摸感应传感器(即按键)，S1连接在行输出CO0和列输入CK0之间。电容C3是每个列输入上的公共元件。
CW88CS020输出按键值如表1所示，即用口线的高低电平状态的组合(二进制)来表示是否有键按下以及是哪一个键被按下。这种输出方式对主控制器来说，使用时非常方便，以前采用机械按键时的按键处理方法在这里都可以使用，而且过去的按键扫描工作可以简单地用读口线状态来代替。



触摸控制参数的设计

使用CapsMCU系列控制器时，控制器的触摸参数都是可以由用户根据实际应用环境等条件来设置的。这样可以极大提高应用设计的适应性和灵活性。而且，普芯达电子还设计了专用的设置调试工具供用户使用。

这些参数主要包括灵敏度、按键工作模式、按键个数及排列方式和键值等。
　　
● 灵敏度
控制电容感应的反应灵敏性。每个按键都有各自的灵敏度，与应用环境、应用要求、PCB布局布线等因素有关。其值从0到100。
　　
● 按键工作模式
此参数设置应用期望的CapsMCU扫描按键时的处理方式，有两种按键工作模式。
　　
模式0：按照行列数从小到大顺序扫描。若有键按下输出相应键值，没有按键则输出“无键”状态。若有多键同时按下，输出最后扫描到的被按下的键的键值。

模式1与模式0的区别在于当有多键同时按下时作“没有按键”处理。
　　
● 按键个数、连接方式、键值
这几个参数都是为了方便用户灵活使用CapsMCU而设置的。

在实际应用中，用户可能不需要全部8个或16个键，因此设置按键个数这个参数，就可以完全适应用户的实际应用情况。
在PCB布板时，每个触摸键也不一定按照行列数从小(第0行第0列CO0CK0)到大顺序连接。这样，设置实际连接方式就可以极大提高用户布板的灵活性。
还有，用户可能希望按照自己的设计来确定每个按键的输出键值(比如希望CO1CK3上连接的键的键值是0)。这样可以兼容以前的设计。

固件设计

CW88CS20控制器有硬件和软件共同完成触摸感应控制功能。其固件的主要任务有两条：一是按键的管理，包括参数的调试设置、按键的扫描和输出等；二是抗干扰处理。

目前，CapsMCU的抗干扰处理包括对水滴、流动的水(含开水)、变频干扰等，都已经通过一些用户的测试。

结语

CapsMCU的应用非常灵活，抗干扰性能也很优秀，不仅可以用在小家电产品中，也可以用在门禁、空调、LCDTV等多类产品中。