中微愛芯觸摸MCU PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在我們的日常生活中，電容式觸摸控制無(wú)處不在?？諝庹ㄥ?、洗衣機(jī)、空調(diào)、冰箱等家用電器都會(huì)用到電容式觸摸按鍵。傳統(tǒng)的機(jī)械按鍵時(shí)間一長(zhǎng)觸點(diǎn)就容易接觸不良，造成按鍵失靈。相比于機(jī)械按鍵，電容式觸摸按鍵不僅壽命長(zhǎng)、操作方便而且具有防水和強(qiáng)抗干擾能力，增強(qiáng)了用戶的交互式體驗(yàn)感。

中微愛芯8051內(nèi)核觸摸MCU分為AiP8F32XX和AiP8F35XX兩大系列，其中AiP8F32XX為有電容觸摸，AiP8F35XX為零電容觸摸。有電容觸摸擁有更高的觸摸可靠性與抗干擾能力，而零電容觸摸MCU由于省去了外圍電容，因此具有更低的使用成本。

下面將簡(jiǎn)單介紹下我司電容式觸摸PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以方便工程人員利用我司芯片進(jìn)行方案開發(fā)。

觸摸MCU PCB設(shè)計(jì)要點(diǎn)

基準(zhǔn)電容Cadj的選擇

對(duì)于有電容觸摸MCU系列，基準(zhǔn)電容Cadj應(yīng)該盡可能的靠近MCU引腳和GND。推薦電容為溫度系數(shù)小的NPO電容，容值為5.6nF-22nF，推薦使用10nF。觸摸芯片的的放置位置盡量處于所有TouchPad的中間，這樣可以使得每個(gè)TouchPad到芯片引腳的距離一致，有利于減小觸摸差異。

觸摸走線設(shè)計(jì)要求

TouchPad到MCU觸摸引腳的走線TKline要盡量短和細(xì)（建議7-10mil)，以確保信號(hào)的穩(wěn)定，同時(shí)TKline彼此間的距離盡量大，盡量保證在2倍線寬以上。

TKline的正上方或者正下方盡量避免VDD、Digital信號(hào)線重疊。

當(dāng)TKline與 VDD、Digital信號(hào)線在同一個(gè)Layer時(shí)，盡量將兩個(gè)信號(hào)線間的距離大于4倍線寬。

若因Board 面積有限，TKline與其他信號(hào)線在同一層，且距離較近則中間建議用GND隔開，GND寬度建議2倍以上TKline寬度。

觸摸走線示意圖

多個(gè)KEY走線時(shí)，TouchPad到MCU觸摸引腳的走線盡量做到長(zhǎng)短一致。由于實(shí)際應(yīng)用中導(dǎo)線相當(dāng)于電容，不同長(zhǎng)度走線容易產(chǎn)生多余寄生電容，造成各個(gè)按鍵檢測(cè)電容不一致。

理想的布局方式

各個(gè)TouchPad的通道走線彼此間要盡量遠(yuǎn)離，且需同時(shí)遠(yuǎn)離其他元件和走線，尤其是遠(yuǎn)離信號(hào)線(例如IIC、SPI、UART等高頻通信走線）。在沒(méi)法避免的情況下，請(qǐng)讓兩者垂直布線，禁止平行走線。

觸摸通道線與通訊線不同層的處理

觸摸PCBTouchPad設(shè)計(jì)

TouchPad可采用外接銅箔、金屬片、彈簧、導(dǎo)電棉等形式。若采用PCB銅箔形式，其中形狀一般為方形、圓形和燈形狀。TouchPad的面積一般為8mm×8mm至15mm×15mm，面板厚度不同TouchPad面積也有所差別，下表列出了面板厚度與TouchPad面積的對(duì)應(yīng)關(guān)系，若在TouchPad中開孔或者放置LED等，需增大TouchPad面積。

面板厚度與感應(yīng)盤面積

鋪地層

若產(chǎn)品在觸摸按鍵正背面無(wú)大的干擾源，且與其他電源板相隔大于5mm，則背面可不鋪地。

如若鋪地，則為了使寄生電容最小化，推薦在觸摸按鍵所在的層進(jìn)行40%的鋪地（觸摸按鍵層Grid Size = 24mil，Track Width = 8mil），而非觸摸按鍵所在層則進(jìn)行60%-80%的鋪地（Grid Size = 14mil，Track Width = 8mil）。如下圖所示：

按鍵頂層與底層鋪地示意圖

產(chǎn)品簡(jiǎn)介

AiP8F32XX和AiP8F35XX產(chǎn)品資源

AiP8F32XX產(chǎn)品資源

AiP8F35XX產(chǎn)品資源

內(nèi)部框圖

AiP8F3208

AiP8F3216/ AiP8F3216E

AiP8F3264

AiP8F3516

AiP8F3532

總結(jié)

電容式觸摸按鍵應(yīng)用范圍廣泛，無(wú)錫中微愛芯的AiP8F32XX MCU觸摸端口數(shù)量多，可適用于多按鍵的觸摸應(yīng)用場(chǎng)景；AiP8F35XX MCU無(wú)需外接電容不僅方便工程師布板而且節(jié)省了用戶成本。

我司觸摸類MCU集成了諸如AD、LED、LCD、I2C、SPI、UART等眾多外設(shè)，功能強(qiáng)大應(yīng)用范圍廣，更多詳情可咨詢我司銷售。

審核編輯：湯梓紅