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电容感应式触摸按键方案在电磁炉中的应用

  一、 引言
  
  相较于机械式按键和电阻式触摸按键,电容式触摸按键不仅耐用,造价低廉,机构简单易于安装,防水防污,而且还能提供如滚轮、滑动条的功能。但是电容式触摸按键也存在很多的问题,因为没有机械构造,所有的检测都是电量的微小变化,所以对各种干扰敏感得多。ST针对家电应用特别是电磁炉应用,推出了一个基于STM8系列8位通用微控制器平台的电容式触摸感应方案,无需增加专用触摸芯片,仅用简单的外围电路即可实现电容式触摸感应功能,方便客户二次开发。
  
  二、方案介绍
  
  ST的电容式触摸按键方案通过一个电阻和感应电极的电容CX构成的阻容网络的充电/放电时间来检测人体触摸所带来的电容变化。如图1所示,当人手按下时相当于感应电极上并联了一个电容CT,增加了感应电极上的电容,感应电极进行充放电的时间会增加,从而检测到按键的状态。而感应电极可以直接在PCB板上绘制成按键、滚轮或滑动条的应用样式,也可以做成弹簧件插在PCB板上,即使隔着绝缘层(玻璃、树脂)也不会对其检测性能有所影响。
  
  电磁炉是采用磁场感应电流的加热原理对食物进行加热。加热时,通过面板下方的线圈产生强磁场,磁力线穿过导磁体做的锅的底部时,锅具切割交变磁力线而在锅具底部产生涡流使锅底迅速发热,达到加热食物的目的。在本解决方案中采用44pin的STM8S105S4做按键显示板的主控芯片,控制13个按键的扫描、24个LED及一个4位数码管的显示、I2C与主板的通讯,并留有一个SWIM接口方便工程师调试之用(如图2)。
  
  STM8S105S4采用的是ST高级STM8内核,具备3级流水线的哈佛结构,3.0~5.5V工作电压,内部16MHz RC可提供MCU 16MHz工作频率,提供低功耗模式和外设时钟关闭功能,共有34个I/O可用。STM8S105S4 具有2KB的RAM和16KB的FLASH,还有可达30万次擦写次数的1KB EEPROM数据存储器。
  
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