摘要：为下降电子产品的出产成本，美化电子产品的外观，提高电子产品的质量，规划了一种依据单片机与WTC6216集成电路相结合带背光的人体接触式按键电路。该电路的特点是外围元器件少，与单片机接口电路简略，且微功耗、抗搅扰才能强、作业功用安稳、装置工艺简洁等，可用于制造间隔较小的密集型键盘，因而关于消费电子产品和手持式仪器规划具有较高的实用性。
关键词：键盘；接触按键；WTC6216；消费电子产品
跟着现代电子技能尤其是人机接口技能的不断发展，接触式按键在电子产品和手持式仪器中得到越来越广泛运用。相对传统的机械式按键，接触式按键具有显着的技能优势，不光体系硬件结构简略，出产成本低，而且在运用中不易磨损损坏，提高了按键的运用寿命。此外接触式按键还能够添加产品外观规划的灵活性，提高产品的质量。本文提出了一种依据WTC6216ASI集成电路的接触式按键规划方案，具有较高的实用性。
1 电容式接触按键作业原理
接触式按键可分为电阻式接触按键和电容式接触按键。任何两个导电的物体之间都存在着感应电容，一个按键即一个焊盘与大地也可构成一个感应电容，在周围环境不改动的情况下，该感应电容值是固定不变的细小值。当有人体手指接近接触按键时，人体手指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容，会使总感应电容值添加。接触按键芯片在检测到某个按键的感应电容值发生改动后，将输出某个按键被按下的确认信号。
WTC6216ASI集成电路是为完成人体接触界面而规划的电容式接触感应芯片，最多能支撑16个彼此独立的接触式按键。运用WTC6216ASI集成电路规划的接触式按键功耗小，外围元器件少，硬件电路结构简略，其供给的对应输出能与单片机直接接口。WTC6216ASI集成电路本身的规划涵盖了EMI／EMC及高抗噪声电路，抗搅扰才能强，能够主动战胜因为静电放电、电磁搅扰或污染物在键盘外表堆积所带来的搅扰。一同该电路具有环境温度和环境湿度的自适应才能，能在各种恶劣环境下供给杰出的精确性和操作的共同性，作业功用安稳。此外，WTC6216ASI集成电路还具有相邻按键的按捺功用，能够防止相邻按键之间因彼此搅扰而发生的误动作，可运用在按键间隔较小的密集型键盘(按键间隔不小于2 min)上，在日常日子的电子产品和手持式仪器规划中彻底满意技能上的要求。
WTC6216ASI运用高精度16位数字电容转化器(CDC)检测焊盘(电容传感器)上感应电容值改动来辨认人体手指的接触动作。数字电容转化器将检测数据输入到内嵌的RISC处理器，RISC处理器经过牢靠的高效算法对检测数据进行处理。当RISC处理器判别感应盘上有有用接触发生时，会在100 ms内宣布相应的指示确认某个按键被按下，便利体系依据按键进行操作操控。WTC6216ASI宣布的指示包括两个部分：被按下按键的BCD编码和按键被按下有用指示状况。引脚data3～data0是输出确认被按下按键的BCD编码，引脚out_flag是输出按键被按下有用指示状况，其间“1”表明无有用按键被按下；“0”表明有按键被按下。引脚out_flag与引脚data3～data0的时序输出联系如图1所示。
2 接触式按键的硬件规划
接触式按键的硬件电路由主控电路、按键背光电路和接触按键检测电路等三个部分组成如图2所示。
主控电路选用在体系可编程的STC89C52单片机，该单片机具有512 B的片内RAM数据存储器，8 KB片内FLASH程序存储器，彻底能够满意体系程序运转和数据存储的需求。此外该单片机宽电压作业，抗搅扰才能强，能在电源环境比较恶劣下安稳的作业。
该接触按键检测电路支撑检测12个彼此独立的接触按键。因为WTC6216ASI芯片最大支撑可运用16个彼此独立的传感器通道，为确保WTC6 216ASI能正常稳妥的作业，空置不必的传感器通道不能悬空，有必要将它们并联接在一同后用一个10 kΩ的上拉电阻与WTC6216ASI电源衔接。接触按键的灵敏度由衔接在引脚CSEL上的电容调理决议，而电容值的巨细一般由键盘上的阻隔介质厚薄决议，阻隔介质越厚则电容值越大，一般取电容值在0．047～0．08μF之间。一同为取得丈量作用最安稳，引脚CSEL上的电容最好运用温度系数较小、精度5％的涤纶电容，而且在PCB布线时引脚CSEL上的电容要尽量接近WTC6216ASI芯片。按键背光电路则用来指示体系在当时作业状况下键盘的有用接触按键。
因为WTC6216ASI芯片传感器通道丈量的是电容的细小改动，因而对供电电路的安稳性有较高的要求。在规划供电电路时要求电源的纹波和噪声要小，留意防止由电源串入强搅扰。当接触式按键直接运用主机的5 V电源时，要在WTC6216ASI芯片运用的电源之前加电源滤波电路，如图3所示。该电路按捺电源噪声的才能较好，但衔接较大的负载时简略发生自激，因而，此电源滤波电路除对WTC6216ASI芯片供电外最好不要接其他负载。
3 接触式按键的软件规划
依据上述接触式按键的硬件电路原理图，该接触式按键只支撑12个彼此独立的按键，如体系所需的按键数超越12个，则在软件上能够对按键进行分页面处理来扩展按键的键数。软件规划最主要是不断对引脚out_flag输出的按键被按下有用指示状况进行扫描，一旦确认有有用按键被按下，则当即读取按键的BCD码键值，并依据按键页面转化标志转化相应页面的键码，体系再依据键码宣布操作操控指令，一同开当时状况下键盘上有用接触按键的背光。尽管接触按键的灵敏度由衔接在引脚CSEL上的电容调理决议，可是为取得更适宜的接触按键的手感，在丈量是否有按键按下的作用更安稳，有必要在软件上对接触按键的灵敏度进行愈加细腻的调整。软件处理接触按键的程序流程图如图4所示。
4 PCB板的规划
WTC6216ASI芯片传感器通道丈量的是%&&&&&%的细小改动，因而对PCB板规划具有必定的要求。键盘单个感应盘导体在PCB板上能够做成恣意形状，但为尽量防止导体的尖端放电效应，应尽或许选用圆弧形的边缘，一般规划成直径为10 mm的圆形。一同感应盘与WTC6216ASI芯片的连线应尽量短而细(0．1～0．3 mm)，不要跨过其他信号线，尤其是高频、强搅扰的信号线，最少与信号线之间保持有0．5 mm以上的间隔。键盘的各个感应盘的形状、面积应该相同，而且到WTC6216ASI芯片的间隔基本上共同，以确保接触灵敏度的共同性。此外各感应盘的间隔应该尽或许地远离一点，以削减彼此之间的搅扰，也可用掩盖地离隔，而且在感应盘的反面也掩盖一层地，以削减电磁搅扰。
5 结语
在人们日常日子中电子产品和手持式仪器中接触式按键的运用越来越广泛。本文依据WTC6216ASI芯片规划带背光的接触式按键，其硬件电路简略，所用的外围%&&&&&%较少，出产成本低，抗搅扰才能强，作业功用安稳，在市场上具有较高的竞赛优势。一同相对传统的机械式按键具有外形漂亮，故障率低，运用寿命长，对老练的电子产品、手持仪器的升级换代和开发新的电子产品具有较高的实用性。
