觸摸按鍵產(chǎn)品擁有美觀，易用，易清理等特點(diǎn)在越來越多的產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用，使用的場(chǎng)景也越來越多，在復(fù)雜的外部環(huán)境中，觸摸按鍵的可靠性得到越來越大的關(guān)注。

本文著重介紹瑞薩產(chǎn)品在應(yīng)對(duì)噪聲中的特點(diǎn)，以及軟硬件設(shè)計(jì)中的一些注意點(diǎn)。

1

觸摸按鍵產(chǎn)品線及噪聲性能

瑞薩擁有廣泛的觸摸按鍵產(chǎn)品線，覆蓋了16/32位，3大內(nèi)核MCU產(chǎn)品，客戶在選擇時(shí)擁有更多的選擇性。

新的CTSU2產(chǎn)品擁有如下特性能夠增強(qiáng)噪聲性能的功能，例如多頻掃描，主動(dòng)保護(hù)電極等，可以支持更高等級(jí)Level4的IEC61000-4-3，IEC61000-4-6測(cè)試。

2

硬件設(shè)計(jì)

良好的硬件設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)觸摸按鍵高靈敏度，高可靠性的基礎(chǔ)。瑞薩提供如下應(yīng)用筆記明確布線的要求，以實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)地噪聲，以及寄生電容特性。

CTSU Capacitive Touch Electrode Design Guide

https://www.renesas.com/en/document/apn/capacitive-sensor-microcontrollers-ctsu-capacitive-touch-electrode-design-guide?queryID=c2371a86205358d1033cabfc285d4b40

Capacitive Touch Noise Immunity Guide

https://www.renesas.com/en/document/apn/capacitive-sensor-mcu-capacitive-touch-noise-immunity-guide-rev400?queryID=bca3f3e07dfd3ee80d79a05cf3fddf44

另外在實(shí)際硬件設(shè)計(jì)中，為了提高EMC特性，必要時(shí)會(huì)增加磁珠等元器件。磁珠的使用會(huì)降低高頻電源噪聲，但是會(huì)造成磁珠前后電源地的噪聲特性差異，在布線的時(shí)候需要特別注意將觸摸按鍵相關(guān)的地，TSCAP，電極保護(hù)地放到同一個(gè)地平面。

3

軟件設(shè)計(jì)

觸摸按鍵的可靠性主要取決于硬件設(shè)計(jì)，但是在硬件設(shè)計(jì)一定的情況下，通過軟件濾波也可以一定程度加強(qiáng)噪聲特性，瑞薩提供多樣性的軟件濾波可選性，以應(yīng)對(duì)多樣性的噪聲環(huán)境。

例如，在特定硬件條件下，EFT噪聲會(huì)呈現(xiàn)出如下的較大周期性變動(dòng)。

CTSU驅(qū)動(dòng)代碼中使用：

Moving Average（y[n]=3/4y[n-1]+1/4x[n]），可以應(yīng)用大部分隨機(jī)噪聲，但是對(duì)于此類噪聲，卻會(huì)因?yàn)槠錈o限沖擊特性，受噪聲影響時(shí)間較長(zhǎng)，在噪聲幅值較大的情況下無法完全濾除。

因此在這種情況下推薦使用Median Filter（中值濾波），中值濾波可以有效濾除周期性，短持續(xù)時(shí)間噪聲，較符合EFT噪聲特性，有很好的濾除EFT噪聲效果。

總結(jié)

瑞薩觸摸按鍵擁有廣泛的產(chǎn)品線，配合特有的耐噪功能可以提供一流的噪聲特性。此外完善的軟硬件設(shè)計(jì)指南和技術(shù)支持將更加提升觸摸按鍵設(shè)計(jì)效率。