為助力客戶提升對觸摸相關方案的開發效率,優化用戶的體驗感。中微愛芯基于豐富的項目經驗,針對觸摸芯片硬件設計中的常見問題進行了系統梳理,顯著提升開發效率與終端用戶體驗。
1. 觸摸電阻值
AiP8F32XX系列芯片:建議1K。
AiP8F35XX系列芯片:建議10K。
2. GND的連接方式(僅AiP8F32XX系列需要注意, AiP8F35XX忽略該注意)
(1)芯片VDD端口連接的消抖電容端的GND、P07端口的觸摸基準電容CX的GND和芯片的GND,這三個GND必須盡可能的靠近,同時該段GND連接到總GND的走線盡可能的短,這樣有利于提高EFT性能和CS性能。如下圖布局就不合理,可能無法通過EFT或注入電流實驗。
(2)合理連接方式有如下兩種參考:導線連接和覆銅連接,如下圖。
原理圖中GND連接
PCB中GND設計1
(采用導線方式連接)
PCB中GND設計2
(采用覆銅方式連接)
(3)芯片VDD與GND走線寬度不低于30mil。
(4)芯片GND走線:單面板:芯片地距離總地盡可能短,且不建議走線太過彎曲,出現銳角情況。雙面板:建議GND覆銅,且盡可能的增加頂層與底層GND覆銅的過孔,增大GND電流能力,可提高EFT性能。
3.觸摸走線要求
(1)TouchPad到MCU觸摸引腳的走線TKline要盡量短和細(建議7-10mil)。
(2)所有觸摸走線長度盡量控制在18CM以內,保證觸摸靈敏度高,這樣及時電源抖動較大情況下,觸摸可靠性依然可以通過CS10V實驗。
例如下圖中,觸摸走線為24CM,不符合設計要求,電源較差情況下,有可能無法通過CS10V實驗。
(3)建議把觸摸芯片放置靠中間位置,觸摸按鍵相對觸摸芯片呈對稱放置,有利于觸摸按鍵走線和靈敏度的一致性。
(1)高壓信號檢測:建議芯片檢測引腳附近添加一個RC濾波模塊。如下
RC濾波
(2)過零信號檢測:硬件方案:采用隔離式檢測,同時在芯片檢測端口添加一個RC濾波模塊。如下
方式 1:采用光耦隔離方式
方式2:采用三極管隔離
(3)彈簧或者觸摸走線附近存在220V交流電壓。
當某個按鍵的觸摸走線靠近220V交流電壓時,同時發現僅僅該按鍵數據抖動異常,其他端口未見異常。則需要排查220V交流信號對觸摸按鍵的影響。
排查方法:將該觸摸按鍵的走線割斷,通過飛線連接彈簧,確保飛線遠離220V交流電壓,查看觸摸數據是否恢復正常。例如:電飯鍋項目中,常溫可通過注入電流實驗。加熱30分鐘,觸摸異常。經過排查發現,某個按鍵觸摸走線靠近220V高壓,且高溫加熱后,PCB材質的介電常數發生改變,從而導致該按鍵觸摸異常。解決方案:觸摸走線遠離220V交流或者通過PCB開槽(5mm以上)。
5.信號線處理
(1)芯片UART、I2C、SPI等與另外一顆MCU或者WIFI通信。
為了降低外接通信引腳對觸摸的影響,則可以在通信引腳上加 100~220pF電容來降低外部干擾到芯片觸摸的影響。一般建議通信引腳串聯電阻(100-510歐姆)、電容(100~220pF)形成RC濾波,其中電容C需盡量靠近MCU引腳。
兩顆MCU間UART通信
MCU與WIFI通信
(2)MCU與 LED、LCD、時鐘電路等驅動芯片連接的通信。
一般建議通信引腳串聯電阻(100-510歐姆)、電容(100~220pF)形成RC濾波,其中濾波電容C需盡量靠近MCU引腳。
模擬信號一般采用RC濾波后,再進入MCU引腳用于檢測。一般建議濾波電容C盡量靠近芯片引腳。
(4)下圖為參考PCB,通信等輸入引腳的濾波電容應盡量靠近芯片引腳。
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無錫中微愛芯電子有限公司成立于2004年,是一家以集成電路設計、測試、方案開發、銷售和服務為主的高新技術企業,是工信部認定的集成電路設計企業,是國家鼓勵的重點集成電路設計企業。產品已形成MCU、LCD顯示、LED顯示、通用邏輯、信號鏈、馬達&柵驅動、功率器件、電源、音響、遙控器、通信、配套等多個系列幾千款產品,覆蓋消費電子、網通產品、工業設備、新能源、汽車電子等多個領域。
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原文標題:【應用筆記】中微愛芯觸摸芯片硬件設計指南
文章出處:【微信號:無錫中微愛芯電子有限公司,微信公眾號:無錫中微愛芯電子有限公司】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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