利用系统已有资源，添加电容式触摸按钮或接近传感器

　　引言

　　电容触摸传感用户接口已经变得广受欢迎。不过，与机械式按钮不同，电容触摸并不是纯粹的双位信号，电容触摸解析的是模拟信号。

　　由于电容触摸技术不需要直接的电连接，而是通过材料进行检测，它还可以用作接近传感器，用在当用户靠近接口时(而不是在触摸接口时)就进行反应的用户接口中。

　　由于许多系统和用户接口控制电路中已经有单片机存在，采用电容触摸用户接口可以降低系统成本和元件数。电容式传感器可以替代按钮、滑动条和拨号盘，电容式传感器可以简单到只是电路板上的导电焊盘。其成本基本上可忽略不计，而可靠性却要大很多。

　　当用户按压面板表面时，电容触摸传感电路开始工作，形成对地的电容，电容的一个极板是电路板上的导电焊盘，另一极板是用户的手指。导电焊盘还有寄生电容，把焊盘连接到单片机的电路走线同样也有寄生电容。寄生电容值可随环境改变(诸如温度和湿度)而变化。由于这两个电容是并联的，如图1所示，我们不能同时测量它们。

　　用户手指产生的电容取决于极板和手指的面积以及面板材料的厚度和介电常数，如公式1所示。

　　公式1：平行极板的电容

　　其中：

　　Cf 是用户手指产生的电容;

　　e0是自由空间的介电常数为8.85 × 10-12;

　　er 是两极板间材料的介电常数;

　　A是两极板重叠区域的面积;

　　d是两极板之间的距离。

　　产生的电容越大，检测到触摸或感应到接近就越容易。从公式1中，我们可以看出，决定所产生电容的因素是：挑选用于用户接口面板的材料和材料的厚度。材料的选择决定了介电常数，厚度决定了用户手指和导电焊盘之间的距离。增大板上导电焊盘的面积会产生一定的效果，但面积超过用户手指面积后就不再有用，因为重要的是重叠区域的面积。不过，对于接近感应，导电焊盘可设计得大些，这样不仅能与用户的手进行耦合，而且多出来的面积可提高感应范围。

　　出于机械的原因，比如接口面板上的支撑肋，可能无法紧贴接口面板安装电路板。在电路板上安装弹簧而不是导电焊盘可以克服这一问题。弹簧应紧压接口面板上的按钮区域，桥接面板与电路板之间的空隙。用户手指于是经由面板与弹簧进行耦合。这一方法最小化了电容极板间距，避免了出现气隙，气隙可能显著减弱响应的灵敏度。

　　电容触摸接口不断地测量导电焊盘的电容，跟踪由于环境逐步变化而导致的寄生电容变化，记录下可用来判断触摸是否发生的内部估计值(触摸发生时电容频率改变)。