- 軟體CVD 的架構原理與介紹:
下圖為一標準的觸控點的電容分布簡易圖 。原本 PCB 的走線及觸控點本身就有寄生電容的存在；人體本身也有寄生電容的存在。當手指靠近或碰觸到觸控感應點(Touch Pad) 時，這時 Cp 與 CF 就會因電容並聯電量相加 Cs 就會變大。反之，觸控點沒有被觸 摸也就沒有外在的影響會去改變其寄生電容量。CVD 的內涵就是測量這單位時間內電容上 的電壓變化來判斷是否有觸摸或接近感應點。
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一 : 正向的預充電準備:
由下圖可以很清楚的看出取樣電容 (CHOLD) 透過內部的設定，將 CHOLD 接到 VDD 將其充電到 VDD。而外部的觸控點 則是透過 I/O 腳接地將寄生電容的電荷先放光。
二 : CHOLD 開始放電取得電位的平衡並轉換
關閉外部觸控點的接地使其浮接，再來取樣電容 (CHOLD) 透過 ADC通道的設定直接連接到外部的觸控點，這時 CHOLD 的電荷就會往外流向觸控點的寄生電容Cpad。因為外部的寄生容量很小，很快的這放電就會取得一個電荷的平衡電壓點。這個時候啟動 ADC 做轉換就可以得到觸控按鍵的正向充放電的數值。
三 : CHOLD負向充、放電的切換
其實經由步驟一及步驟二的處理，我們已經可以分辦出觸控按鍵的動作。但為加強按鍵對雜訊的抗干擾能力，在步驟三裡做了一次負向的充放電的動作。也就是將外面的寄生電容先充飽到 Vdd，CHOLD 則透過內部的 設定連接到地將電荷先放光。
四 : CPAD 與 CHOLD 之間的電位平衡
當觸摸點的寄生電容 (CPAD) 充飽電荷之後，經由內部開關的切換連接到 CHOLD 時，電荷將取的平衡。這時啟動 ADC 做轉換以取得反向平衡電壓數值。
五 : 正向及負向 CPAD 及 CHOLD 的電壓變化
此圖很明顯地畫出正、負兩種 充放電的電壓變化。
- CHOLD (紅色)充電到 VDD ，CPAD (藍色) 放電到 Vss 階段。
- CHOLD 向 CPAD 放電的階段
- 大、小水庫取的平衡的階 段，ADC 開始轉換
- 負向預充電開始，CPAD 充電 到 VDD，CHOLD 接地將電荷放盡 到 0 V 。
- CPAD 向 CHOLD 放電取的電荷 上的平衡後進行 ADC 的轉換
六 : 如何判斷按鍵有被觸摸?
如何判斷按鍵有被觸摸呢?
在 CVD 的波形圖示裡，VB點的轉換電壓值及VA 轉換點的電壓值之間的差異電壓ΔV 就可以判斷出是否有按鍵。此圖所顯示的是有按鍵及沒有按鍵時的波形，同時也可以看出其ΔV 電 壓的差異。藉由此種判斷觸控按鍵 是否按下，這樣的偵測方式可以得到更大的差值，大大的提高了觸控的穩定。為了更有效率 ，在 ADC 對內部的取樣電容( CHold)做轉換時，軟體立即切換至 Pad 的寄生電容開始做預充電的動作，如此預充電的做法可加快觸控按鍵掃描的時間而不影響其精確度。
以上就是最簡單的 C VD 原理說明。看起來似乎只要有ADC就可以做 CVD 的量測。
其實，只要是有內建 10-bit ADC的MCU，不管是 8、16 或 32-bit的MCU都可以實現軟體 CVD 的功能。
- PCB Layout 注意事項
- 所有觸控感應器都可以共同使用一條 Guard 的輸出。mTouch 會以順序掃描方式進行感測。所以 Guard 在主動驅動防護時，觸控感應器在掃描的情況下是不會影響其它的感應器。
- 適當的在沒使用到的區域補鋪上、下層的地網，並增加灌孔以降低彼此之間阻抗達大最佳的抗干擾能力。
- 在 PCB Layout 的正面: 觸控感應點(Pad)的大小不建議小於 5mm 的直徑，理想的觸控點的Layout 最好是大於 10mm 的直徑。
- 在PCB Layout 的正面:圍繞在觸控感應點周圍 Guard 環形線寬應該約 0.3 ~ 1.5mm 的寬度，並與觸控感應點約有 0.3 ~ 2mm 的距離。
- 在PCB Layout 的背面:從觸控感應器開始拉線到 MCU 之後接腳的這一段 PCB 走線也是很重要的，建議使用 0.15mm ~ 1.2mm 的線寬。該Guard Line 與觸控拉線之間的間距可以小到 0.4mm，
最好以 Pad 的形狀在背面 加入 Guard 防護 (如紅色 PCB 背面的 Tx Layout 方式)。
- 為降低來自感應點高頻雜訊干擾，在感應器拉線進入MCU接腳之前須串個10K (建議值)的電阻。
這電阻最大的功能是: 一. 保護感應器的輸入腳避免 ESD 的損壞。
與內部電容形成一 個低通濾波器可將高頻雜訊濾掉， (濾波電容儘量靠近 MCU 的接腳，如 此可獲得較大的濾波效果)。
- mTouch 相關學習資源與下載
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- MCHP 的MU 線上教學:
Microchip University (MU)—需要先註冊後登入才能觀看
- MPLAB X IDE 介紹:
https://mu.microchip.com/intro-to-the-mplab-x-ide-dev2-tc
- MPLAB X IDE 的提示與技巧:
https://mu.microchip.com/mplab-x-tc
- MPLAB Code Configurator (MCC)介紹
https://mu.microchip.com/mplab-code-configurator-dev4-tc
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**本文內容(含圖片)轉載自Microchip 官方網站►場景應用圖
►展示板照片
►方案方塊圖
►核心技術優勢
DEPA 晶片內有高度整合之8位元MCU/ PWM 控制器/電源穩壓器/ Gate Driver 1.晶片整合在5*5 mm 之QFN 包裝可以有效縮減產品面積; 2.使用硬體ADC 與軟體判斷方式達到觸控之功能、毋需專用IC 3.整合類比控制元件使穩定度可以提高; 4.擁有類比的反應速度與數位控制的靈活性; 5.免費的軟體開發環境; 6.透過AUSART 或I2C 讀取或設定設備之工況。
►方案規格
1.Vin: 12V(Typ.) 2. Vout: 25V (OVP) 3. VLED: 3.6V * 6 = 21.6V 4. ILED: 350mA +/- 5% 5. 0% - 16 % PWM Dimming, 17-100% Constant Current Dimming.