1 导言
相较于机械式按键和电阻式接触按键，电容式接触按键不只经用，造价低价，组织简略易于装置，防水防污，并且还能供给如滚轮、滑动条的功用。可是电容式接触按键也存在许多的问题，由于没有机械结构，一切的检测都是电量的细小改变，所以对各种搅扰灵敏得多。ST针对家电运用特别是电磁炉运用，推出了一个根据STM8系列8位通用微操控器渠道的电容式接触感应计划，无需添加专用接触芯片，仅用简略的外围电路即可完成电容式接触感应功用，便利客户二次开发。
2 计划介绍
ST的电容式接触按键计划经过一个电阻和感应电极的电容CX构成的阻容网络的充电/放电时刻来检测人体接触所带来的电容改变。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，添加了感应电极上的电容，感应电极进行充放电的时刻会添加，然后检测到按键的状况。而感应电极能够直接在PCB板上绘制成按键、滚轮或滑动条的运用款式，也能够做成绷簧件插在PCB板上，即便隔着绝缘层（玻璃、树脂）也不会对其检测功用有所影响。
图1 STM8S电容式接触按键的作业原理
电磁炉是选用磁场感应电流的加热原理对食物进行加热。加热时，经过面板下方的线圈发生强磁场，磁力线穿过导磁体做的锅的底部时，锅具切开交变磁力线而在锅具底部发生涡流使锅底敏捷发热，到达加热食物的意图。在本处理计划中选用44pin的STM8S105S4做按键显现板的主控芯片，操控13个按键的扫描、24个LED及一个4位数码管的显现、I2C与主板的通讯，并留有一个SWIM接口便利工程师调试之用（如图2）。
STM8S105S4选用的是ST高档STM8内核，具有3级流水线的哈佛结构，3.0~5.5V作业电压，内部16MHz RC可供给MCU 16MHz作业频率，供给低功耗形式和外设时钟封闭功用，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。
图2 电磁炉按键板原理
3 电磁炉作业环境中的搅扰
1.电磁搅扰
电磁炉在加热锅的一起，也对电路板上感应电极正向或反向的电流，然后会缩短或添加按键充放电时刻，会对按键的检测形成很大影响，乃至发生误动作，常见的办法选用硬件屏蔽和过零点检测来消除电磁辐射对按键的影响。
硬件屏蔽
在STM8S的处理计划中，ST供给了感应电极和走线的规划规范和如图3所示的Driven Shield功用（在Shield线上供给与按键管脚相同的驱动信号，电极与Shield之间的寄生电容就不会被充放电），能有用地削减感应电极走线的寄生电容对按键灵敏度的影响。
图3 Driven Shield
过零点检测
1）硬件过零点检测
过零点检测可选用硬件完成，在硬件规划中，能够添加如图4 或图5过零点的硬件检测电路，经过在B端输出为高电平时进行按键状况的判别，以期在电磁辐射最小的时分对接触按键进行检测。
图4 硬件过零点检测电路1
图5 硬件过零点检测电路2
2）软件过零点检测
硬件过零点检测添加硬件电路规划的杂乱性，添加计划本钱，在咱们的处理计划中，针对电磁炉的作业环境，咱们选用软件进行过零点检测，然后降低本钱，有用处理电磁炉主功率电路对接触按键的搅扰
2.电网搅扰
由于国内电网质量纷歧，在一些质量差的区域，简单影响电磁炉接触按键的正常作业。假如不能做电源阻隔，就会看到一下图6的不同（蓝色表明无按键，赤色表明键被按下），而这些图还仅仅在电磁炉没有开功率的状况下的，当电磁炉作业时发生的电磁辐射将会使看到的信号愈加乱七八糟。在试验中发现，选用与外界电网阻隔或运用软件滤波，按键作用都能得到显着改进。
图6 质量好的电网 质量差的电网1 质量差的电网 2
3.溅水，溅油的影响
在电磁炉的运用傍边，常常会呈现水或油溅到接触面板上，它或许导致按键误触发，本处理计划选用特别软件算法牢靠地将覆水溅油与手指按下的状况区分隔。
4.环境自适应才能
电磁炉在作业的时分，会发生很多的热量与湿气，面板温度/湿度，电路板温度/湿度都是会在一个很宽的规模起浮，而跟着运用时刻的推移，包含玻璃面板、PCB板都会呈现不同程序的老化，然后影响按键检测的准确度。在ST的处理计划中，完成了主动校准功用，实时地供给环境检测，完成环境自适应的机制。
4总结
ST供给的处理计划包含了接触面板自校准、软件滤波、软件过零点检测及环境自适应等功用，尽或许地运用软件算法去屏蔽各种杂乱环境的搅扰，具有低本钱及作业牢靠等特色。当然在其他产品的运用中，也会有一些与电磁炉环境不同的要求，这儿仅仅介绍了其间一些有代表性的搅扰，但只需把握了电容式接触的作业原理，仍是有许多种办法来处理各种运用状况。
