Touch系列之基於microchip Attiny1617的qTouch

首先電容Touch主要分為自容與互容，各有各的應用場景，有些場合兩種同時使用，有的場合用其中一種效果更好。就是要看具體的結構與需求。

我們常用的手機、平板電腦的Touch以互容為主，最新的技術是自互容一體，也就是同時存在。

 

電容Touch技術很多年前就有了，但真正開始流行起來是始於Apple的MP3播放器。

要採樣到電容值的變化量，計算並能準確給出結果值，開始還是蠻有挑戰的，隨著應用場景的廣泛化、用戶要求不斷提高、各技術的發展，Touch技術更新換代速度也是蠻快的。

新的Touch技術不但在性能、功耗上有進步，還在開發上非常靈活。Atmel的加入豐富了Microchip的觸摸產品和解決方案。目前我們在這個領域算是佼佼者。

Touch 電容信號的採集基本是硬體化了，你可以把它簡單理解為功能強大的ADC模塊，不需要MCU過多的軟體控制，大大釋放了MCU的負荷，對於做低功耗也是有很 大幫助。目前的Touch設計基本可以分成三大塊，觸摸傳感器、信號採集、Touch算法庫。而且後兩者通常已基於一顆MCU，所以對於開發者來講就比較 簡單了。

我 們來看一下自容的簡單等效電路。Cx （傳感器自身電容） >> Cp2 & Cp1, 並且 Cf （手指觸摸後的對地等效電容）>> Cx & Ct（手指觸摸後傳感器檢測電容）是比較理想的，Cx與Ct是設計者比較關心的。

        同樣，我們來看一下互容的簡單等效電路。理想是Cx >> Cp2, Cp1, 並且 Cf >> Cx, Ct、Cx與Ct保持在合理區間能得到比較好的效果。

     實際項目中Cx通常在10 pF的量級，而Ct會比較小，如過能讓Ct對Cx的影響大於3~5%，基本就可以有辦法可靠工作了。

隨著半導體集成度及精度的不斷提高，現在的電容信號採樣可以直接用ADC或增強型ADC讀取。操作簡單、速度快，可以釋放MCU的工作負荷，讓MCU可以有更多的時間做其他的工作或休眠降低功耗。是目前電容觸控測量的主流方法。

上圖中綠色底標的C_HOLD是ADC的採樣保持電容，C_X是外部觸摸傳感器的等效電容，這兩個電容就可以看成是連通器的兩端容器。中間有一些開關，可以協作分別完成兩邊電容的充電、放電、連通等動作，以前是軟體來控制，現在基本是硬體完成，效率更進一步。這種方式就是電荷轉移成等勢體，然後進行採樣。

最新的晶片還會集成硬體濾波、放大倍數調整等，信號的信噪比也大大提高；C_HOLD通常也是可以調節的，以配合外部的C_X的大小，儘量數值相當，這樣會得到較大的變化量。
       通常觸摸信號會夾帶或多或少的噪聲一起輸入進來，先經硬體低通濾波，如果硬體還是沒有把噪聲過濾乾淨的話，還有軟體濾波、跳頻等機制，把有效信號還原出來。只要傳感器的結構設計合理，參數配置得當，觸摸操作的準確度還是可以達到100%的。