一种基于通用微控制器的电容滑条传感器的设计与实现

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电容式触摸按键(Capacitive Touch Keys)(简称CAP Touch)因其灵敏可靠、低能耗且无机械磨损等优点,在嵌入式系统领域获得了越来越广泛的应用,国内外芯片厂商相继推出了采用多种技术方案实现触控功能的芯片,但这些技术方案一般是以“黑盒”形式出现,应用上的可配置性有限,灵活性不足。论文基于电容感应工作原理,设计一种利用通用微控制器实现电容滑条功能的方法,其实现的电容滑条传感系统,具有功能配置灵活,性能可靠的特点,并具有良好的普适性。论文的主要工作包括:(1)电容传感测量原理与实现技术分析:电容传感电路基于电容分压原理,对待测电容与参考电容串联电路充电并泄放待测电容电荷,N次循环之后,测量参考电容上的电压,该电压与待测电容的容量为正相关关系,从而达到测量待测电容的目的。(2)电容滑条传感器的硬件平台组成:采用通用的8位微处理器,Renasas 78K0/KC2芯片作为控制器,在外围采用通过CPU I/O端口自建的高精度和高动态范围的A/D转换电路,实现对滑条电容连续变化的较高精度测量。(3)电容滑条传感器控制软件设计和实现:包括对电容数据采集的输入控制处理流程,对电容测量值的限幅和平均滤波算法,对按键进行判断的阈值设定策略,和对滑动位置进行判断的方法,以及通过UART串口实现的数据输出接口。性能测试实验和实际应用结果表明,论文设计实现的电容滑条使传感器能够获得很好的按键和滑条位置感知功能,且具有良好的软硬件环境的适应性和软件可扩展性。
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