基於Microchip PIC16LF1559 接近感應的呼梯控制器

隨著2020年初以來爆發的新冠疫情，現在大部分的公共場合都用上了無接觸式通道，如電梯的呼梯系統有很多地方使用了藍牙，wifi 紅外，語音等做呼梯，但是這些方式也存在一些使用習慣上的轉變，如藍牙 wifi 必須要和手機連接或者要下周相關的APP 或者關注微信小程序等才能使用，這樣就比較讓費時間和使用上的不便，紅外感應做呼梯在誤觸發的情況，紅外只有有東西檔到了就會產生觸發，語音觸發如果人一多，環境就比較嘈雜，比較容易誤識別，為解決這一問題，基於Microchip PIC16LF1559 接近感應的呼梯控制器就相對是比較適用了。

本方案主要介紹Microchip觸摸按鍵和接近感應的電梯的呼梯方案，目前PIC和Atmel等眾多MCU產品都帶有1D Touch功能，1D Touch功能包括觸摸按鍵、滑條、滾輪和接近感應等。本方案選用Microchip PIC16LF1599進行設計，最多支持17路Touch Channels。Microchip觸控方案可以通過車規級嚴苛的ESD/EMI抗干擾能力和EMC兼容性，適應各種異常嘈雜電磁環境，在厚手套操作、手寫筆、壓力感應、防水防潮、強光照等環境。

在進入設計前，首先介紹下Microchip的觸控方案原理。PIC16LF1599採用mTouch技術，通過差分電容分壓器（CVD）方式，簡單說明就是手指按壓引起電容變化，從而檢測到電壓變化。CVD 是一項基於電荷/ 電壓的技術，僅使用模數轉換器（ADC）模塊即可測量引腳上的相對電容。由於只需要一個常見的PIC 器件外設，因此此技術可在大多數MCU上實現。此技術根據內部ADC 採樣和保持電容的大小來執行相對電容測量。具體步驟分為：

1：預充電電容，將兩個電容充電至相反的電壓。第一次執行為“採樣A”。第二次為“採樣B”。

2：連接電容並使其穩定，將兩個電容並聯並使電荷穩定。隨著外部電容的增大，初始電荷也會增加到內部電容不發生變化，因此其電荷保持恆定。

3：ADC 轉換，Chold 上的最終電壓由外部電容大小與內部電容大小的關係決定；

電容式接近感應通過檢測傳感器上由於用戶觸摸或接近而產生的電容變化。對於Microchip 解決方案，傳感器可以是任何通過可選串聯電阻連接到MCU的引腳的導電材料。通常，傳感器附近的任何導電物體或具有高介電常數的物體都會影響傳感器電容。電容式接近傳感器的掃描方式與電容式觸摸傳感器的掃描方式相同。器件不斷監視傳感器的電容，並等待出現重大的變化。接近信號的變化會明顯小於觸摸信號的變化，因為它必須在空氣（而不是塑料或玻璃）中長距離有效，空氣是最有可能的電場介質。為了維持可靠檢測，系統需要保持良好的信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）

開發設計說明： 

MCC是microchip 針對8位 16位單片機開發的一個圖像

界面配置程序和調用相關外設庫函數的一個工具，

可以極大的節省項目的開發周期。

使用Data Visualizer的USART調試觸摸功能，和信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）。

Sensor 大小對感應距離的影響。

Sensor 走線的主要要用Guard 包裹，加強抗干擾和防水等。