隨著社會經濟水平持續(xù)向前發(fā)展,人們對生活質量的需求日益提高,對自身所處的生活環(huán)境空氣質量越來越關注。空氣凈化器又稱能夠吸附、分解或轉化各種空氣污染物(一般包括PM2.5、粉塵、花粉、異味、甲醛之類的裝修污染、細菌、過敏原等),有效提高空氣清潔度的產品。針對有老人、兒童,孕 婦、新生兒的居所場所,使用空氣凈化器能有效的過濾細菌、顆粒物、PM2.5等雜質,讓空氣更符合健康需求。
品佳集團一直致力于健康家居產品的設計和推廣,本方案基于Nuvoton ML56空氣凈化器控制解決方案,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,可以單芯片完成空氣凈化器的產品設計需求。
一、觸摸硬件設計
1、Ref 參考焊盤
建議采用TK7或者TK14作為參考焊盤,焊盤尺寸采用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。如采用彈簧墊,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、觸摸軟件設計
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,此時至少需要重復三次校驗后,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,并將校準參數(shù)定位為絕對內存地址EE80h。完成這些步驟后,就可以直接調用TK函數(shù)進行操作了。后續(xù)如果變更結構,或者觸摸效果不佳時,需要重復進行校驗并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(yōu)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產品芯片支持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(xiàn)在ML56產品已經廣泛應用于家電人機、溫控器、空氣凈化器、凈水器等多個行業(yè),并有大量量產客戶。
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,單芯片方案可以縮短軟件開發(fā)時間和設計成本;
5、 提供免費觸摸庫和Nusenadj上位機軟件,觸摸參數(shù)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(guī)格
CPU:
? 全靜態(tài) 8 位 1T 8051 內核 CMOS 微控制器;
? 4 級優(yōu)先級中斷配置;
? 雙數(shù)據指針 (DPTRs);
工作條件:
? 寬電壓工作范圍 1.8V 至 3.6V;
? 寬工作頻率最高至 24 MHz;
? 工業(yè)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
? 低功耗空閑模式功耗 17 μA
? 掉電模式典型功耗小于 1.2 μA
? 掉電模式下喚醒時間為 10 μs (HIRC 運行)
內存:
? 64K 字節(jié) APROM
? 可配置 4K/3K/2K/1K 字節(jié) LDROM
? 4K 字節(jié)片上輔助 RAM(XRAM)和256 字節(jié)片上 RAM
時鐘源:
? 24MHz 高速內部振蕩器 (HIRC) ± 1 % 精度等級 (25 °C, 3.3 V)
? 38.4 kHz 低速內部振蕩器 (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,并且 55 個 GPIO 均可配置為管腳中斷輸入腳;
? 兩組 16 位定時/計數(shù)器 ;
? 兩組全雙工串口;
? 兩組智能卡接口支持 ISO7816-3,可以配置成全雙工 UART 模式;
? 兩組 SPI 端口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(shù)據傳輸率高達 400 kpbs;
? 6 組,12 通道PWM,高達 16 位分辨率
? 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(tài)驅動波型;
? 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(jié)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
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