MSP430 电容触摸转轮和电容触摸转轮和LED PWM 输出设计输出设计
本文介绍了使用MSP430G 系列单芯片实现电容触摸转轮和24 路独立PWM 输出LED 控制方案,在一些需要低
成本的产品设计,又要对多种LED 特效控制的场合,有很大的使用价值。
简介
电容触摸技术作为一种实用、时尚的人机交互方式,已经被广泛的应用到各种电子产品,小到电灯开关,大到平板电脑、触摸
桌等。随之而来的是考验产品设计者如何发挥智慧,在把产品用户界面设计得方便简洁的同时,又能呈现产品绚丽的外观,从
而带来良好的用户体验。
LED 显示由于界面友好,可以实时反映触摸的位置信息,在电容触摸产品设计中得到广泛应用。本设计正是利用了大量的
LED 来实现呼吸灯、轨迹灯的特效,可以为例如灯光、音量、温度等带有调节功能的产品提供设计参考。
德州仪器的MSP430 系列单片机以低功耗和外设模块的丰富性而著称,而针对电容触摸应用,MSP430 的PIN RO 电容触摸检
测方式支持IO 口直接连接检测电极,不需要任何外围器件,极大的简化了电路设计,而本设计文档中使用的MSP430G2XX5
更支持多达 32 个IO 口,可驱动24 个以上的LED 灯,达到理想的显示效果。
1.电容触摸转轮实现方案
MSP430电容触摸转轮方案通过4 个IO 口完成4 个通道的电容检测,配合特殊的电极图形,就可实现转轮的设计。
1.1 电容触摸实现原理
MSP430 根据型号的不同支持多种电容触摸检测方式,有RC 震荡、比较器、PIN RO,本设计使用的是PIN Relaxation
Oscillator 方式,原理如图1,芯片管脚内部检测电路由施密特触发器、反向器,以及一个电阻组成,震荡信号经过施密特触发
器变成脉冲信号,再通过反向器反馈回RC 电路,通过Timer_A对施密特触发器的输出进行记数,再通过设置测量窗口Gate 获
得记数的结果。当手指触摸电极,电极上的C 产生变化,导致震荡频率改变,这样在定长的测量窗口就能获得不同的记数结
果,一旦差值超过门限,结合一定的滤波算法判断就可以触发触摸事件。
图 1 PIN RO 原理图
1.2 转轮算法
将4 个按键电极按照图2 锯齿状交叉就形成了一个转轮的电极,转轮的大小根据产品设计的需要可进行适当的缩放,图 2 的图
形设计适合30mm 左右直径的转轮。
图 2 转轮电极设计
当用户在转轮上操作的时候,在手指对应位置的电极会获得最高的信号值,手指临近的通道会有相对高的信号值,离手指最远
的通道检测到的信号值最小,如图 3 所示: