按鍵被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類產(chǎn)品、家用電器以及工業(yè)系統(tǒng)等各種終端產(chǎn)品?，F(xiàn)今深諳技術(shù)的消費(fèi)者希望得到具有時(shí)尚可靠用戶界面的產(chǎn)品。他們希望即便是簡(jiǎn)單的產(chǎn)品都應(yīng)該款式新穎，按鍵耐磨且易于維修。

在傳統(tǒng)的用戶界面(UI)設(shè)計(jì)中使用的是可靠性差且笨重沒吸引力的機(jī)械按鍵?；谶@些以及其他原因，電容式感應(yīng)按鍵逐步開始替代機(jī)械按鍵。電容式感應(yīng)按鍵可以完全融入產(chǎn)品設(shè)計(jì)之中，而且永遠(yuǎn)不會(huì)磨損。因此，基于電容式觸摸感應(yīng)技術(shù)的用戶界面成為了目前用戶界面的設(shè)計(jì)趨勢(shì)。

然而，電容式感應(yīng)按鍵的設(shè)計(jì)以及實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的實(shí)現(xiàn)方案對(duì)系統(tǒng)工程師來說是一項(xiàng)非常繁重的工作。在本文中，我們將重點(diǎn)介紹如何通過五個(gè)簡(jiǎn)單的步驟來設(shè)計(jì)出可靠的電容式觸摸傳感器。

傳統(tǒng)按鍵系統(tǒng)：

在談?wù)撛趺磳C(jī)械按鍵系統(tǒng)改造成電容式系統(tǒng)設(shè)計(jì)之前，讓我們先來快速地了解下機(jī)械按鍵系統(tǒng)。機(jī)械按鍵一般都是使用諸如塑料、木材或金屬之類的材料制成。這些系統(tǒng)必須具備極高的可靠性，因?yàn)樗鼈兒苋菀资艿交覊m等環(huán)境因素的影響，而且不耐磨。機(jī)械開關(guān)可循環(huán)使用的次數(shù)決定了其使用壽命(而且通常還決定了產(chǎn)品的使用壽命)。為了讓機(jī)械開關(guān)實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)使用壽命，必須進(jìn)行可靠、長(zhǎng)時(shí)間的設(shè)計(jì)。

在設(shè)計(jì)中要考慮到的另外一個(gè)因素是美學(xué)設(shè)計(jì)。很多機(jī)械按鍵的設(shè)計(jì)都不好看又不吸引人，因此還需要花一些額外的功夫來進(jìn)行美學(xué)方面的精美設(shè)計(jì)。由于機(jī)械按鍵通常會(huì)在設(shè)備上凸出來，因此要設(shè)計(jì)出一個(gè)帶機(jī)械按鍵的時(shí)尚而穩(wěn)健可靠的用戶界面系統(tǒng)并不是一件容易的事。而在這方面電容式傳感器按鍵可以大大簡(jiǎn)化這方面的設(shè)計(jì)。

然而，要設(shè)計(jì)出一個(gè)電容式感應(yīng)系統(tǒng)也并非易事。它要比設(shè)計(jì)機(jī)械按鍵系統(tǒng)復(fù)雜很多，因?yàn)椋?/span>

1.在感應(yīng)和開/關(guān)判定邏輯上會(huì)涉及到諸多感應(yīng)參數(shù)。

2.電容式觸摸傳感器易受到外部噪聲的干擾。

感應(yīng)電路涉及到眾多硬件參數(shù)，諸如參考電壓、源極/汲極電流、時(shí)鐘等。因此，電容式開關(guān)的開/關(guān)判定邏輯還涉及到閥值等很多軟件參數(shù)。必須將這些參數(shù)設(shè)置為最優(yōu)值以實(shí)現(xiàn)最佳性能。為這些參數(shù)選擇最優(yōu)值稱為調(diào)諧。對(duì)電容式感應(yīng)系統(tǒng)的調(diào)諧是一個(gè)既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力的過程。電容式感應(yīng)涉及到很多參數(shù)，因此會(huì)有很多的參數(shù)組合，這使得調(diào)諧工作更加費(fèi)時(shí)。

可配置電容式感應(yīng)器件：

可配置電容式感應(yīng)器件可以避免繁瑣的調(diào)諧過程?，F(xiàn)有一些帶有嵌入式自動(dòng)調(diào)諧算法的預(yù)編程器件。自動(dòng)調(diào)諧算法可以根據(jù)傳感器及其他感應(yīng)元件的特征對(duì)所有的感應(yīng)參數(shù)進(jìn)行調(diào)諧，以達(dá)到最佳值。這樣就無需進(jìn)行調(diào)諧操作，也消除了電容式傳感器的最大設(shè)計(jì)障礙。

另外，可配置電容式感應(yīng)器件通常都支持各種外設(shè)和功能，如LED驅(qū)動(dòng)器、蜂鳴器、掃描速率控制等。對(duì)這些器件進(jìn)行配置就意味著啟用/禁用所需的這些功能，并根據(jù)應(yīng)用需要設(shè)定活動(dòng)功能的參數(shù)值。賽普拉斯的MBR系列電容式感應(yīng)器件就是一款可以簡(jiǎn)化電容式感應(yīng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可配置器件。在本系列文章中，我們以可配置電容式感應(yīng)器件MBR器件為例，來探索電容式感應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

現(xiàn)在讓我們來快速看一下在使用和不使用MBR器件情況下，電容式感應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期。

從圖1和圖2中的設(shè)計(jì)流程我們可以看出，MBR器件最突出的優(yōu)勢(shì)在于：

1.使用MBR器件可以免除耗時(shí)的固件開發(fā)。

2.MBR器件所支持的自動(dòng)調(diào)諧功能可以避免耗時(shí)的手動(dòng)調(diào)諧工作，而且還可以進(jìn)行設(shè)計(jì)迭代。

在下面章節(jié)中，我們將介紹使用MBR器件進(jìn)行電容式感應(yīng)器設(shè)計(jì)的5個(gè)步驟。此外，我們還將介紹電容式觸摸按鍵系統(tǒng)能夠提供的其他優(yōu)勢(shì)與特性。