苹果的iPod、LG的“巧克力”手机进入市场后,大家注意到它们有一个共同的特点,就是在人机交互功能上有了突破性的创新,变传统的机械式按键为电容感应的触摸式按键。这一功能强大,使用灵活的芯片,就是Cypress(赛普拉斯)半导体公司近年来大力推广的可编程片上系统PSoC。

设计革新——
电容感应触摸式按键超越传统的机械式按键
采用电容触摸按键,增加了工业设计的灵活性,因为电容式开关可以隐藏在一块完整的表面下边,不像裸露在外的按钮和开关那样容易受到环境磨损的影响,也不需要像机械按键那样需要预留机械部件运动的空间。Cypress 推出的基于PSoC的CapSense触摸感应技术,只需手指轻触界面即可形成一个与内嵌式感应器的电连接,传感器与PSoC器件一道工作,将手指的位置数据转化为各种系统控制功能。而传感器本身只是印刷电路板(PCB)上的铜层,并非实际元件,控制传感器的电路则全部位于PSoC器件内部。在实现电容式触摸感应的同时,还可以实现LED 驱动、马达控制、电源管理等诸多其它功能,从而帮助设计人员在节省硬件成本的同时,灵活地将触摸感应技术及更多的增值功能设计到产品中去 。因此,大大提高了产品的性价比。
由于在很多方面优于传统的机械按钮、机械滑条和触摸屏,电容式触摸式按键正在迅速成为MP3、移动电话、汽车面板、白色家电、工业仪表 以及众多能够代替传统触摸按键应用的首选。
技术优势——
CapSense适于多种界面的触摸式应用
Cypress中国北方地区销售经理王锦锁介绍说,CapSense触摸感应技术是基于Cypress PSoC(可编程的片上系统)CY8C21x34系列芯片开发的,可用于触摸式按键、触摸式滚动条(Slider)、触摸式平板(Touchpad)的触摸感应技术。它利用PSoC的CY8C21x34系列芯片一些特有的资源,根据电容感应的原理和松弛震荡器的技
术实现触摸感应。这种电容式触摸感应按键技术区别于其它触摸感应技术的是,CapSense技术具有几乎不需要外围元件,每一个按键的灵敏度可单独调整,一个芯片可同时实施多个触摸式按键和触摸式滚动条等优点。只要轻轻碰触,就可以实现对按键、量化调节、方向等功能的控制。可用于各种家电产品代替传统的轻触按键和薄膜键盘,而且产品有60种以上型号的封装可选择。
目前,Cypress的CapSense电容式触摸感应按键技术除了已在苹果的iPod、LG的几十款手机上得到应用,也广泛地用于其它产品,例如,家庭影音系统、DVD、机顶盒、等离子彩电等,特别是在家电产品中,像洗衣机、热水器、微波炉、油烟机等,带给人们的是更多新鲜体验。
王锦锁说,对于家电产品的技术含量和外观设计,CapSense的创新主要体现在几个方面:一是,单一器件实现更多功能,PSoC(可编程片上系统)由一个8位MCU、12个可编程模拟模块和16个可编程数字模块的组合,以及FLASH 存储器组成。模拟模块的主要功能包括A/D、D/A转换器,滤波器,放大器和CapSense。数字模块的主要功能包括定时器、计数器、PWM、SPI和UART。所以一颗PSoC芯片可以节省原来70%的器件资源。CapSense触摸式电容感应解决方案最多可以控制28个按键。设计者可以根据实际方案选择控制多少个按键,多少个滑动条,导航键或面板,甚至还可以同时控制LED或通讯接口。
二是, Cypress PSoC具有灵活的代码编辑功能,设计者可以随时对代码进行创建和修改,然后通过MiniProg将程序反复烧入器件。因此对设计过程中的调试,多种功能实验和版本升级都非常的方便和快速。Cypress针对PSoC提供了PSoC DESIGNER开发软件和PSoC EXPRESS开发软件,以帮助客户提高设计效率,更快速、更简易地开发新产品。
第三,是具有防水,防干扰功能, 以适应家电产品的使用特点。Cypress工程师在CapSense中研制出一套防止水滴,湿气等对按键误触导致误控制的解决方案,以保证在各种环境下控制的准确性。同时,在原有模块上对硬件构造进行了改善,提高方案的抗干扰性,这样对于与一些高阻感应材料如ITO配合应用时,方案的可靠性更高。第四是改善产品外观,提供更人性化设计。第五是提高了产品使用寿命,触摸式感应按键由于不需要机械结构,表面覆盖的是一层导电的薄膜,非常耐用,操作也只需要轻轻碰触,是所有按键解决方案中使用寿命最长的。(按键次数可达10万次以上,而一般普通按键只有5万次左右)因此,这一领先的技术将会给客户带来竞争优势和丰厚的利润。