AD7142和电容传感器环实现单键数字快门按钮开发

本应用笔记描述如何利用AD7142和电容传感器环，实现类似于传统35 mm单反（SLR）相机的单一位置数码相机快门按钮。除了更容易控制快门按钮的启动之外，其它优势包括：预对焦速度更快、快门按钮更便宜。

工作原理

图1所示为电路框图，一个单一位置快门按钮被一个电容传感器环包围，电容传感器连接到AD7142和HOST μC （微控制器）。电容传感器环在快门按钮周围辐射电场，与AD7142配合使用，可以提前检测到用户手指正在接近快门按钮，从而置位INT引脚以提醒HOST μC。然后，HOST控制器开始进行必要的处理，以在用户实际接触快门按钮之前完成预对焦步骤。

图1. 电容传感器快门按钮功能框图

快门按钮面积要求

电容传感器环的边缘与任何金属件（如相机金属外壳、金属快门按钮或导电性金属油漆等）之间必须存在一个1.0 mm的禁区，这是为了确保用户操作相机时，电容场不会因为耦合到处于虚地电平的金属壳而引起虚假检测。图2所示为金属禁区，其中d1 = d2 = 1.0 mm （最小值）。

图2. 金属禁区

快门按钮灵敏度

图3显示一个用户的手指悬停在快门按钮上方，与电容传感器环相隔一定的距离D。电容传感器环的灵敏度决定用户手指接近快门按钮时，何时能够检测到用户手指。如果灵敏度水平设置得太高，自动对焦马达就会过早启动，导致不必要的电力消耗。为避免这种现象，应将灵敏度设置为较低的水平，要求用户部分接触快门按钮，AD7142才会置位中断输出。

图3. 手指在快门按钮上方“D”位置

AD7142可以配置不同的阈值电平（即灵敏度）。利用这一特性，可以设置非常低的灵敏度阈值电平以满足上述要求。图4所示的例子说明了用户手指与快门按钮相隔不同距离（D）时，CDC输出代码如何变化。通过设置较低的中断阈值电平，用户手指必须部分接触快门按钮才能跨越中断阈值电平，从而置位AD7142中断输出。

图4. CDC输出代码与距离D的关系示例

中断输出时序

图5显示了用户手指较长时间悬停在快门按钮上时AD7142的中断时序示例。当用户手指离快门按钮足够近，导致CDC输出代码电平低于中断阈值电平时，有三种置位中断。一旦超过阈值电平，AD7142就会置位中断输出，此时HOST μC必须回读中断寄存器以清除中断。回读此寄存器之前，中断输出引脚保持低电平。

图5. 多种快门按钮接触的中断输出时序示例