品佳集團一直致力於健康家居產品的設計和推廣,本方案基於Nuvoton ML56空氣淨化器控制解決方案,ML56 低功耗系列集成電容式觸控按鍵與驅動液晶顯示器 (LCD) 之增強型 1T 8051 內核微控制器,內建 64 KB Flash 內存、以及 4 KB SRAM,正常運行模式典型功耗可達 100 µA/MHz,休眠模式下LCD保持顯示可低至 2 µA,可以單晶片完成空氣淨化器的產品設計需求。
一、觸摸硬體設計
1、Ref 參考焊盤
建議採用TK7或者TK14作為參考焊盤,焊盤尺寸採用1mm圓形,如放置bottom面GND網格中,需要過孔到shielding網格中間,讓Shielding electrode 包覆(間距0.5mm)。
2、Shielding屏蔽電極
為了更好的靈敏度和防水性能,建議在時鐘輸出針處(P3.2 / P4.6 / P5.7)選擇屏蔽電極通道。
觸摸按鍵周圍設計屏蔽電極,6 mil trace and 50 mil grid(12 % filling),shielding屏蔽電極與鍵間距至少0.5mm。如採用彈簧墊,建議彈簧內圈shielding不要鋪銅,參考如下
3、觸摸按鍵
為了提高傳感器的靈敏度,建議使用10 × 10毫米的電極面積。
詳細的PCB Layout設計指導如下。
二、觸摸軟體設計
1、打開觸摸例程,NK_ML56SD或者Template都可以,選擇所需TK通道和UART腳位 。
2、打開NuSenadj.exe。點擊COM口,再連接上UART。再按如下步驟操作。
5、查看按鍵柱狀圖效果不錯的時候,再返回去設置校驗值,此時至少需要重複三次校驗後,再點擊Export生成校驗文件TK_Data.C
6、打開剛才的那個工程,將TK_Data.C加載進去,並將校準參數定位為絕對內存地址EE80h。完成這些步驟後,就可以直接調用TK函數進行操作了。後續如果變更結構,或者觸摸效果不佳時,需要重複進行校驗並生成校驗文件替換下即可。
7、程序上操作
►場景應用圖
►產品實體圖
►展示板照片
►方案方塊圖
►核心技術優勢
目前ML51系列產品包括ML51(低功耗)、ML54(低功耗+LCD)和ML56(低功耗+LCD+Touch)等三個系列組成,ML51產品晶片支持Flash從16KB到64KB,封裝從MSOP10到LQFP64,全系列產品底層驅動完成一致,所以設計中很方便從ML51切換ML54/ML56,代碼無需變更,只需添加新增的功能即可。現在ML56產品已經廣泛應用於家電人機、溫控器、空氣淨化器、淨水器等多個行業,並有大量量產客戶。 1、 ML51(ML51、ML54、ML56)全系列產品代碼上下兼容,方便移植; 2、 通過IEC/UL 60730-1 Class B STL認證; 3、 出色的防水防潮觸摸功能、抗干擾功能、超低功耗技術; 4、 ML56產品集成觸摸、LCD Driver和MCU功能,單晶片方案可以縮短軟體開發時間和設計成本; 5、 提供免費觸摸庫和Nusenadj上位機軟體,觸摸參數調試全部通過上位機自動校驗; 6、 正常運行模式功耗 100 µA/ MHz,掉電模式功耗低至 1.2 µA
►方案規格
CPU: 全靜態 8 位 1T 8051 內核 CMOS 微控制器; 4 級優先級中斷配置; 雙數據指針 (DPTRs); 工作條件: 寬電壓工作範圍 1.8V 至 3.6V; 寬工作頻率最高至 24 MHz; 工業級工作溫度 -40 °C 至 +105 °C; 低功耗特性: 正常運行模式典型功耗 100 µA/ MHz 低功耗運行模式典型功耗 19 µA 低功耗空閒模式功耗 17 µA 掉電模式典型功耗小於 1.2 µA 掉電模式下喚醒時間為 10 µs (HIRC 運行) 內存: 64K 字節 APROM 可配置 4K/3K/2K/1K 字節 LDROM 4K 字節片上輔助 RAM(XRAM)和256 字節片上 RAM 時鐘源: 24MHz 高速內部振盪器 (HIRC) ± 1 % 精度等級 (25 °C, 3.3 V) 38.4 kHz 低速內部振盪器 (LIRC) ± 1 % 精度等級 (25 °C, 3.3 V) 外置 4~24MHz(HXT) 外置 32.768 kHz (LXT) 外設: 多達 55 個GPIO,支持8 通道 GPIO 中斷,並且 55 個 GPIO 均可配置為管腳中斷輸入腳; 兩組 16 位定時/計數器 ; 兩組全雙工串口; 兩組智慧卡接口支持 ISO7816-3,可以配置成全雙工 UART 模式; 兩組 SPI 埠支持主機和從機模式,傳輸速率高達 6 Mbps; 兩組 I²C 總線支持主機和從機模式,數據傳輸率高達 400 kpbs; 6 組,12 通道PWM,高達 16 位解析度 兩組比較器支持遲滯功能 多達14通道12 位 ADC,轉換速率高達 500 Ksps; LCD 驅動: 支持內部 VLCD 可調電荷泵模式; 支持 Type-A 以及 Type-B 動態驅動波型; 支持內部電阻分壓以及外掛電容; 提供 1/2, 1/3, 1/4 三種偏壓可選擇; 4 COM x 32 SEG, 6 COM x 30 SEG, 8 COM x 28 SEG; 觸控按鍵: 支持多達 14 信道觸控按鍵; 支持每一通道可獨立調節靈敏度; 支持按鍵、滾輪、滑條設計; 強效抗ESD和EFT能力: ESD HBM 通過 7 kV; EFT > ± 4.4 kV; 閂鎖測試通過 150 mA; 封裝支持: LQFP44/LQFP48/LQFP64