国产低功耗蓝牙适用于蓝牙门锁的紧凑触摸按键方案

电容式触摸按键较传统机械按键寿命长、成本低，具有结构简单、外形美观、耐磨损等优点，已逐渐成为智能门锁等无线触摸应用的主流解决方案。基于青稞RISC-V内核的CH583/2蓝牙SoC集成新一代触摸按键，配套触摸按键库，支持驱动屏蔽功能。

驱动屏蔽技术可在不增加产品成本的情况下有效提高touch-key在长走线、密集走线等紧凑布线场景下的灵敏度，在缩小按键面积的同时显著提升触摸按键的稳定性和可靠性。配套提供的触摸按键库可与蓝牙库同时运行，支持多种无线应用场景。

以CH582设计常见12键触摸键盘为例，CH582支持14通道触摸按键，设置通道0为驱动屏蔽引脚，其余13个通道中，12路通道分别对应12个触摸按键，剩余1路可做电池电压检测。

方案使用两层结构，两板叠层组装。顶板为12通道触摸PAD，其上布置不超过3mm的亚克力板，PAD开槽预留背光LED孔位;底板通过12颗LED灯珠提供背光，同时承载低功耗蓝牙芯片CH582及其射频天线。在传统触摸检测方式中，长走线或密集走线会增加按键回路寄生电容，导致按键灵敏度下降。本方案使用CH582的驱动屏蔽引脚环绕输入回路实现驱动屏蔽，可显著降低寄生参数对灵敏度的影响，提升按键检测性能。

实测驱动屏蔽技术有益效果;

Demo板上电，单指轻触亚克力任一按键，计算按键信号采样值与基线的差值。以按键数字3为例，传统模式下(关闭驱动屏蔽)，差值约61，启用驱动屏蔽后，差值提升至152，信号显著增强。

开启驱动屏蔽功能;

关闭驱动屏蔽功能(即传统方式);

低功耗助力设备续航时长;

CH583简介

CH583是集成BLE无线通讯的RISC-V MCU微控制器。片上集成 2Mbps 低功耗蓝牙 BLE 通讯模块、2 个全速 USB 主机和设备控制器及收发器、2 个 SPI、4 个串口、14 路 ADC、触摸按键检测模块、RTC等丰富的外设资源。

内核青稞V4微处理器是基于标准RISC-V指令集架构，自研的32位通用MCU微处理器。支持RV32IMACF指令集和自扩展字节和半字 操作压缩指令，支持中断嵌套、硬件压栈(HPE)、免表中断(VTF)，支持多种低功耗模式，增强的两线调试接口，支持标准RISC-V调试，具有物理 内存保护(PMP)等功能

芯片特性

◆ Royalty-Free 内核 Core：

- 32 位青稞 RISC-V 处理器 WCH RISC-V4A

- 支持 RV32IMAC 指令集，硬件乘法和除法

- 低功耗两级流水线，高性能 1.56DMIPS

- 多档系统主频，最低 32KHz

- 特有高速的中断响应机制

◆ 512K 字节非易失存储 FlashROM：

- 448KB 用户应用程序存储区 CodeFlash

- 32KB 用户非易失数据存储区 DataFlash

- 24KB 系统引导程序存储区 BootLoader

- 8KB 系统非易失配置信息存储区 InfoFlash

- 支持 ICP、ISP 和 IAP，支持 OTA 无线升级

- 20MHz 系统主频下基本零等待

◆ 32K 字节易失数据存储 SRAM：

- 30KB 双电源供电的睡眠保持存储区 RAM30K

- 2KB 双电源供电的睡眠保持存储区 RAM2K

◆ 电源管理和低功耗：

- 支持 3.3V 和 2.5V 电源，CH583M 支持 1.8V

- 内置 DC-DC 转换，可降低功耗

- 空闲模式 Idle：1.6mA

- 暂停模式 Halt：320uA

- 睡眠模式 Sleep：0.7uA～2.8uA 多档

- 下电模式 Shutdown：0.2uA～2.3uA 多档

- 可选低功耗或高精度的电池电压低压监控

◆ 安全特性：AES-128 加解密，芯片唯一 ID

◆ 低功耗蓝牙 BLE：

- 集成 2.4GHz RF 收发器和基带及链路控制

- 接收灵敏度-98dBm，可编程+6dBm 发送功率

- BLE 符合 Bluetooth Low Energy 5.0 规范

- 支持 2Mbps、1Mbps、500Kbps 和 125Kbps

- 在 6dBm 发送功率时无线通讯距离约 500 米

- 在 6dBm 发送功率 125Kbps 通讯距离约 1000 米

- 提供优化的协议栈和应用层 API，支持组网

◆ 实时时钟 RTC：支持定时和触发两种模式

◆ 通用串行总线 USB：

- 2 组独立的 USB 控制器和收发器

- 15 个端点，支持 DMA，支持 64 字节数据包

- 集成 USB 2.0 全速收发器 PHY，无需外围器件

- 支持全/低速的 Host 主机和 Device 设备模式

◆ 模数转换 ADC：

- 12 位模数转换器，支持差分和单端输入

- 14 路外部模拟信号通道和 2 路内部信号

◆ 触摸按键检测模块 TouchKey：14 路通道

◆ 定时器 TImer 和脉宽调制 PWM：

- 4 组 26 位定时器，16MHz 主频定时可达 4.2S

- 4 路捕捉/采样，支持上升沿/下降沿/双边沿

- 4 路 26 位 PWM 输出，8 路 8 位 PWM 输出

◆ 异步串口 UART：

- 4 组独立 UART，兼容 16C550，内置 8 级 FIFO

- 23 位计数器，通讯波特率可达 6Mbps

- UART0 支持部分 Modem，支持硬件自动流控

- UART0 支持多机通讯时从机地址自动匹配

◆ 串行外设接口 SPI：

- 2 组独立 SPI，内置 FIFO

- SCK 串行时钟频率可达系统主频的一半

- SPI0 支持 Master 和 Slave 模式，支持 DMA

◆ 两线串行接口 I2C：

- 支持 Master 和 Slave 模式，兼容 SMBus

- 支持 7 位或 10 位地址和总线广播

- 支持仲裁、错误检测、PEC 校验、延长时钟

◆ 温度传感器 TS

◆ 时钟：内置 PLL，内置 32KHz 时钟

◆ 通用输入输出端口 GPIO：

- 40 个 GPIO，其中 2 个支持 5V 信号输入

- 可选上拉或下拉电阻，可选输出驱动能力

- 32 个 GPIO 支持电平或边沿中断输入

- 32 个 GPIO 支持电平或边沿唤醒输入

◆ 工作温度：-40 ~ 85℃

◆ 封装形式：QFN48 5x5mm / QFN28_4x4mm

沁恒研究电容式触摸按键多年，技术迭代成熟，按键功能已大量集成于CH32V203、32F103系列通用MCU及CH583、CH582、CH573、CH32V208等低功耗蓝牙SoC芯片产品，部分芯片配套触摸按键库，可加速相关应用开发。

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审核编辑：汤梓红