關(guān)鍵詞： 電容式觸摸傳感器 , 安全系統(tǒng)鍵盤 , 配置MBR器件 , 應(yīng)用編程接口（API） , GUI

我們在第2部分介紹了采用電容式感應(yīng)按鍵替換機械按鍵時所需的布局情況，以及智能手機應(yīng)用實例。在第3部分，我們不僅將介紹更多應(yīng)用實例，而且還將介紹如何配置MBR器件才能實現(xiàn)這些應(yīng)用所需的專門功能。
        
步驟3：為您的設(shè)計創(chuàng)建配置：

1.家用電器中的觸摸按鍵

觸摸按鍵可在電磁爐等家用電器中使用，取代機械按鍵。家用電器的用戶界面（UI）具有防水性。用戶用濕手觸摸電磁爐按鍵是常有的事。同樣，水或食物也有可能掉在電磁爐的UI面板上。即使沾上任何液體，按鍵也能正常工作。也就是說按鍵既不能寄存假觸摸，也不能在有液體的情況下停止對觸摸的響應(yīng)。因此在大量應(yīng)用中，防水性是電容感應(yīng)按鍵的一項重要要求。其次，對用戶來說按鍵觸摸最直觀的反饋是音頻反饋。因此，音頻反饋功能是另一項重要要求。

最適合家用電器的MBR器件是采用SOIC封裝的產(chǎn)品。它便于焊接，因此比QFN封裝更適合家用電器應(yīng)用。考慮到一款家用電器需要8個按鍵。因此在MBR器件中選擇8個按鍵。盾牌保護（Shield）是一項由專用引腳支持的功能，該引腳可根據(jù)配置支持多種功能中的任何一種。不僅要啟用盾牌保護功能，而且還必須合理設(shè)計布局，才能使設(shè)計具有針對液滴的防水性。還有另一種稱為“防護傳感器”的功能。該功能也必須啟用，才能在UI面板上有大量水或其它液體流過（或者液體覆蓋整個UI）時防止按鍵錯誤觸發(fā)。在這種情況下，盾牌保護無法阻止錯誤觸發(fā)。防護傳感器則可阻止這些極端情況下的假觸摸。專用引腳上支持的另一項功能是蜂鳴器。啟用該功能可實現(xiàn)音頻反饋。我們可根據(jù)應(yīng)用需求設(shè)置蜂鳴器驅(qū)動信號的頻率，進而設(shè)定音頻反饋的音高。此外，音頻反饋的音長也是可配置的。

圖11：電磁爐家用電器應(yīng)用中的電容式感應(yīng)系統(tǒng)方框圖

圖12：電磁爐用戶界面
        
2.安全系統(tǒng)鍵盤中的觸摸按鍵

觸摸按鍵也可用于安全系統(tǒng)鍵盤，通常需要6個按鍵和6個對應(yīng)的LED。此外，接近傳感器還可在用戶的手接近時用來喚醒設(shè)備。我們還必須為這些應(yīng)用選擇一個能支持這么多傳感器和LED的適當器件。主機不僅可讀取按鍵狀態(tài)，而且還可采取適當行動。在這些應(yīng)用中，可使用叫做側(cè)鍵抑制 (FSS) 的功能防止一次激活一個以上的按鍵。

圖13：安全系統(tǒng)鍵盤中的電容感應(yīng)系統(tǒng)方框圖

圖14：安全系統(tǒng)鍵盤

如何配置MBR器件：

配置MBR器件需要遵循特定協(xié)議。MBR器件提供便于開發(fā)人員使用的接口，通過I2C以寄存器形式連接至主機。通過向寄存器映射寫入適當?shù)闹?，可啟用、禁用或配置器件功能。主機控制器（例如微控制器）或軟件工具（例如用于配置器件的賽普拉斯EZ-Click）可通過I2C訪問該寄存器映射。

基本協(xié)議：

1.寫入寄存器，以啟用、禁用或配置器件功能；
2.計算所有可配置寄存器的CRC校驗和，并將該值寫入CRC寄存器；
3.發(fā)出命令，將內(nèi)容保存至器件的閃存；
4.檢查寄存器映射中的錯誤寄存器，檢驗保存是否成功；
5.如果保存不成功，請注意錯誤類型并重新保存。根據(jù)錯誤類型情況返回步驟2或步驟3；
6.如果保存成功，通過軟件或硬件發(fā)出重置命令，讓配置生效。

圖15：有關(guān)如可配置MBR器件的流程圖

與典型可編程器件不同，MBR器件不需要任何固件開發(fā)或詳細設(shè)計流程。要讓MBR器件準備就緒，只需要對該器件進行配置即可。此外，該配置還可通過賽普拉斯EZ-Click定制工具等軟件工具進行簡化。現(xiàn)在，我們來討論配置器件的不同方法以及每種方法的使用時間。

1.通過主機處理器進行配置：

在大多數(shù)使用MBR器件的UI應(yīng)用中，都有一個主機處理器。該MBR可作為從器件，而二者之間的通信鏈路則是I2C接口。在這些應(yīng)用中，可通過編程主機處理器來配置MBR器件，可分為三種情形：1）在系統(tǒng)每次上電時，2）以規(guī)定的速率，或者3）系統(tǒng)整個生命周期內(nèi)僅一次。在任何情況下，都可使用多種方法通過主機處理器進行配置。

應(yīng)用編程接口（API）可作為軟件組件互相通信的接口。這些都是MBR器件廠商提供的現(xiàn)成API產(chǎn)品，可將其整合在主機處理器固件中。這有助于主機處理器配置MBR器件，開發(fā)人員無需掌握配置該器件所需的應(yīng)用級協(xié)議。

電容式感應(yīng)控制器廠商提供的API分為高級或低級API。高級API又可分成三個類別：

● 配置器件；
● 讀回系統(tǒng)診斷及生產(chǎn)線數(shù)據(jù)；
● 讀回運行時的傳感器狀態(tài)等數(shù)據(jù)。

這些API可在MBR設(shè)計流程的不同階段使用。

低級API通常是通信（l2C）接口讀寫API。低級API的需要與否視所使用的主機處理器而定。

2.軟件GUI

配置MBR器件的另一種方法是通過GUI來定義設(shè)置。賽普拉斯提供的EZ-Click定制工具就是這類工具。這款基于GUI的工具可在設(shè)計流程的多個階段加速設(shè)計進程。該GUI通常具有配置器件并從器件讀取數(shù)據(jù)的選項。

為了區(qū)分不同的設(shè)計階段，GUI工具通常有不同的選項卡對應(yīng)于MBR器件所支持的不同類型的功能。例如，EZ-Click定制工具具有以下分類：

● CapSense傳感器配置；
● 全局配置；
● CapSense輸出；
● 系統(tǒng)診斷。

電容式傳感器配置選項卡用來完成與電容式傳感器有關(guān)的設(shè)置。對于GPO設(shè)置和防水性設(shè)置等所有非傳感器器件配置設(shè)置而言，可使用全局配置選項卡。配置完成后，請務(wù)必使用工具中的適當選項連接目標器件，加載配置。

在設(shè)計驗證過程中，不僅可創(chuàng)建配置，而且GUI還可將設(shè)置加載至原型電路板中。CapSense輸出和系統(tǒng)診斷選項卡可幫助開發(fā)人員檢查設(shè)計是否滿足所有需求，確認電容式傳感器工作是否如愿。如果該原型還不能工作，這兩個選項卡可用來調(diào)試和找到問題。在手動閥值模式下，CapSense輸出選項卡還可用來設(shè)置閾值。

此外，軟件工具還可在大批量生產(chǎn)過程中協(xié)助配置MBR器件。它可生成合適的配置文件，用來與第三方配置工具配合使用，以配置大量的MBR器件。

我們在第3部分中介紹了家用電器和安全系統(tǒng)鍵盤設(shè)計應(yīng)用實例，以及如何配置MBR器件才能實現(xiàn)這類應(yīng)用所需的功能。在第4部分，我們將介紹利用MBR器件設(shè)計電容式感應(yīng)系統(tǒng)的步驟4和步驟5，即驗證和量產(chǎn)。

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