市場(chǎng)上的消費(fèi)電子產(chǎn)品現(xiàn)已開(kāi)端逐漸選用觸摸感應(yīng)按鍵，以替代傳統(tǒng)的機(jī)械式按鍵。電容式觸摸感應(yīng)按鍵開(kāi)關(guān)，內(nèi)部是一個(gè)以電容器為根底的開(kāi)關(guān)。以傳導(dǎo)性物體（例如手指）觸摸電容器可改動(dòng)電容，此改動(dòng)會(huì)被內(nèi)置于微控制器內(nèi)的電路所偵測(cè)。
電容式觸摸感應(yīng)按鍵的基本原理
電容式觸摸感應(yīng)按鍵的基本原理就是一個(gè)不斷地充電和放電的張弛振蕩器。如果不觸摸開(kāi)關(guān)，張弛振蕩器有一個(gè)固定的充電放電周期，頻率是能夠丈量的。如果我們用手指或許觸摸筆觸摸開(kāi)關(guān)，就會(huì)增加電容器的介電常數(shù)，充電放電周期就變長(zhǎng)，頻率就會(huì)相應(yīng)削減。所以，我們丈量周期的改變，就能夠偵測(cè)觸摸動(dòng)作。
詳細(xì)丈量的方法有二種：
(一)能夠丈量頻率，核算固定時(shí)間內(nèi)張弛振蕩器的周期數(shù)。如果在固定時(shí)間內(nèi)測(cè)到的周期數(shù)較原先校準(zhǔn)的為少，則此開(kāi)關(guān)便被視作為被按壓。 (二)也能夠丈量周期，即在固定次數(shù)的張弛周期間核算體系時(shí)鐘周期的總數(shù)。如果開(kāi)關(guān)被按壓，則張弛振蕩器的頻率會(huì)削減，則在相同次數(shù)周期會(huì)丈量到更多的體系時(shí)鐘周期。
通過(guò)運(yùn)用芯片上比較器和定時(shí)器完成觸摸感應(yīng)按鍵功用，銜接最多23個(gè)感應(yīng)按鍵。而且無(wú)須外部器材，通過(guò)PCB走線(xiàn)/開(kāi)關(guān)作為電容部分，由內(nèi)部觸摸感應(yīng)按鍵電路進(jìn)行丈量以得知電容值的改變。
規(guī)劃觸摸感應(yīng)按鍵開(kāi)關(guān)
因?yàn)槲覀円獋蓽y(cè)電容值的改變，所以期望改變起伏越大越好?，F(xiàn)在，有三個(gè)主要因素會(huì)影響開(kāi)關(guān)電容及改變起伏。
* PCB上開(kāi)關(guān)的巨細(xì)、形狀和配置
* PCB走線(xiàn)和運(yùn)用者手指間的資料品種
* 銜接開(kāi)關(guān)和MCU的走線(xiàn)特性
我們測(cè)試了下圖中這12種不同開(kāi)關(guān)。意圖是為了發(fā)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的形狀尺度會(huì)怎么影響開(kāi)關(guān)的閑暇和被觸摸的狀況，還能夠發(fā)現(xiàn)哪一種開(kāi)關(guān)的閑暇電容最大，就不容易被 PCB上的寄生電容而影響。測(cè)試結(jié)果表明，在特定區(qū)域中的開(kāi)關(guān)越大且走線(xiàn)越多，則此開(kāi)關(guān)的擱置電容便越高。圖中的環(huán)狀開(kāi)關(guān)具有最低的電容，所以當(dāng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，可閃現(xiàn)最大的電容相對(duì)改變。
◆開(kāi)關(guān)的形狀尺度會(huì)怎么影響開(kāi)關(guān)的閑暇和被觸摸的狀況
因?yàn)殚_(kāi)關(guān)上方的資料品種，會(huì)影響擱置電容和電容的改變率。我們還測(cè)試了玻璃、有機(jī)玻璃Mylar聚酯薄膜、ABS塑料和FR4玻璃纖維，這幾種不同資料。我們發(fā)現(xiàn)，盡可能運(yùn)用最薄的資料，使電容改變極大化。而且，主張運(yùn)用具有高介電常數(shù)的資料，例如玻璃，以增加開(kāi)關(guān)的肯定電容。