触摸MCU设计要点有哪些？

 

在我们的日常生活中，电容式触摸控制无处不在。空气炸锅、洗衣机、空调、冰箱等家用电器都会用到电容式触摸按键。传统的机械按键时间一长触点就容易接触不良，造成按键失灵。相比于机械按键，电容式触摸按键不仅寿命长、操作方便而且具有防水和强抗干扰能力，增强了用户的交互式体验感。

中微爱芯8051内核触摸MCU分为AiP8F32XX和AiP8F35XX两大系列，其中AiP8F32XX为有电容触摸，AiP8F35XX为零电容触摸。有电容触摸拥有更高的触摸可靠性与抗干扰能力，而零电容触摸MCU由于省去了外围电容，因此具有更低的使用成本。

下面将简单介绍下我司电容式触摸PCB设计要点，以方便工程人员利用我司芯片进行方案开发。

触摸MCU PCB设计要点

基准电容Cadj的选择

对于有电容触摸MCU系列，基准电容Cadj应该尽可能的靠近MCU引脚和GND。推荐电容为温度系数小的NPO电容，容值为5.6nF-22nF，推荐使用10nF。触摸芯片的的放置位置尽量处于所有TouchPad的中间，这样可以使得每个TouchPad到芯片引脚的距离一致，有利于减小触摸差异。

触摸走线设计要求

• TouchPad到MCU触摸引脚的走线TKline要尽量短和细（建议7-10mil)，以确保信号的稳定，同时TKline彼此间的距离尽量大，尽量保证在2倍线宽以上。

• TKline的正上方或者正下方尽量避免VDD、Digital信号线重叠。

• 当TKline与 VDD、Digital信号线在同一个Layer时，尽量将两个信号线间的距离大于4倍线宽。

• 若因Board 面积有限，TKline与其他信号线在同一层，且距离较近则中间建议用GND隔开，GND宽度建议2倍以上TKline宽度。

触摸走线示意图

• 多个KEY走线时，TouchPad到MCU触摸引脚的走线尽量做到长短一致。由于实际应用中导线相当于电容，不同长度走线容易产生多余寄生电容，造成各个按键检测电容不一致。

理想的布局方式

各个TouchPad的通道走线彼此间要尽量远离，且需同时远离其他元件和走线，尤其是远离信号线(例如IIC、SPI、UART等高频通信走线）。在没法避免的情况下，请让两者垂直布线，禁止平行走线。

触摸通道线与通讯线不同层的处理

触摸PCBTouchPad设计

TouchPad可采用外接铜箔、金属片、弹簧、导电棉等形式。若采用PCB铜箔形式，其中形状一般为方形、圆形和灯形状。TouchPad的面积一般为8mm×8mm至15mm×15mm，面板厚度不同TouchPad面积也有所差别，下表列出了面板厚度与TouchPad面积的对应关系，若在TouchPad中开孔或者放置LED等，需增大TouchPad面积。

面板厚度与感应盘面积

铺地层

• 若产品在触摸按键正背面无大的干扰源，且与其他电源板相隔大于5mm，则背面可不铺地。

• 如若铺地，则为了使寄生电容最小化，推荐在触摸按键所在的层进行40%的铺地（触摸按键层Grid Size = 24mil，Track Width = 8mil），而非触摸按键所在层则进行60%-80%的铺地（Grid Size = 14mil，Track Width = 8mil）。如下图所示：

按键顶层与底层铺地示意图

产品简介

AiP8F32XX和AiP8F35XX产品资源

 

AiP8F32XX产品资源

AiP8F35XX产品资源

内部框图

AiP8F3208

AiP8F3216/ AiP8F3216E

AiP8F3264

 

AiP8F3516

 

AiP8F3532

总结

电容式触摸按键应用范围广泛，无锡中微爱芯的AiP8F32XX MCU触摸端口数量多，可适用于多按键的触摸应用场景；AiP8F35XX MCU无需外接电容不仅方便工程师布板而且节省了用户成本。

我司触摸类MCU集成了诸如AD、LED、LCD、I2C、SPI、UART等众多外设，功能强大应用范围广，更多详情可咨询我司销售。

来源：无锡中微爱芯电子有限公司

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审核编辑 黄宇