引言
触摸式按键随着iPod等消费类电子的流行而迅速发展,这一方面因为相关技术的不断进步,可以提供更加稳定的性能;另一方面也因为同类电子产品的基本功能趋同,生产商更加关注如何为用户提供舒适、便捷、具有创意的人机交互界面。在这一点上,与传统机械式按键相比,触摸式按键有着其无法比拟的巨大优势。
现有市场上的触摸式按键方案,其工作原理都是检测手指触摸引起的电路微小变化量,进而将其转化为逻辑上的按键开关操作。在诸多检测方法中,又以电容式检测居多,这种检测方法在扫描时需对电容的充放电,因此不可避免会增加产品功耗。对于一些功耗敏感的应用来说,如何实现低功耗的触摸按键是关键技术环节。
Cypress作为电容式触摸按键芯片领域的领导者,一直致力提供高效、可靠、贴近用户需求的芯片与解决方案。本文即基于Cypress的CY8C22x45系列芯片,介绍了一种低功耗触摸按键应用设计方法。
2.低功耗设计方法
如图 1所示,对于电容式触摸按键,手指的触摸会改变感应电容Cx,当检测电路对Cx充放电时,Cx值的变化会引起电路信号变化,通过一定的检测电路可以测量出该变化,从而判断手指是否存在。不过,系统整体功耗因为频繁的扫描Cx的大小而增加。
对于输入电压一定的系统来说,其功耗主要取决于平均工作电流,即
Powerave = Vdd * Iave[2] 公式1
其中,Vdd是系统工作电压,Iave是系统平均工作电流。从公式1中可以看出,系统的功耗由系统的平均工作电流决定。降低平均工作电流的方法通常有两种:第一种是在不改变系统有效工作时间的前提下降低系统的工作电流;第二种减少系统的有效工作时间,增加系统的休眠时间。往往只采用第一种办法不能将平均工作电流降低到一个理想的水平,所以需要结合第二种的方法。在触摸按键系统的实际工作中将,相当一部分时间系统处于无任何按键按下的空闲状态。在这段时间内可以用软件将系统配置为休眠模式。触摸按键芯片一般都提供休眠模式,该模式具有很低工作电流。因此,如果能够合理安排系统工作时间,令其空闲时进入休眠模式,就可降低平均工作电流,从而减少系统功耗。