应用领域：电子元器件

方案类型：模块板卡

方案概述

EC8228 8键触摸检测IC

一.概述

触摸检测IC是一款使用电容感应式原理设计的触摸芯片。此芯片内建稳压电路供触摸传感器使用，稳定的触摸效果可以应用在各种不同应用上，人体触摸面板可以通过非导电性绝缘材料连接，主要应用是以取代机械开关或按钮，此芯片可以独立支持 8 个触摸键。

二.特点

工作电压：2.5V~5.5V(启用内部稳压电路)，2.0V~5.5V(禁用内部稳压电路)，内建稳压电路功能， 待机电流3V 电压，低速采样率 8Hz 的睡眠模式下：典型值 4.5uA，提供 8 个直接输出独立端口，SPI 接口输出，具有选项选择有效键最大输出时间大约为 80Sec，上电后需要 0.5Sec 稳定时间，在此期间内请勿触摸按键面板，所有的功能触摸无效，自动校准，当所有按键在一段时间内没有被触摸到时，芯片系统重新校准时间约为 4.0Sec。

五、功能描述

1. 灵敏度调节

PCB 板上感应焊盘尺寸大小及走线会直接影响灵敏度，因此灵敏度调节需要根据实际应用的 PCB 应进行调节，EC8228 提供一些外部调节灵敏度的方法。

1-1 改变感应焊盘尺寸大小

若其他条件固定不变，使用一个较大的感应焊盘将会增大其灵敏度，反之灵敏度将下降，但是感应焊盘的尺寸大小也必须是在其有效范围值内。

1-2 改变面板厚度

若其他条件固定不变，使用一个较薄的面板也会将灵敏度提高，反之灵敏度则下降，但是面板的厚度必须低于其最大值。

1-3 通过调节外接电容( 参见图 8-1)

当其他条件固定时，在可用范围(1pF≦CJ0~CJ1≦50pF，1pF≦CJWA≦50pF)内增大 CJ0~CJ1，CJWA的值将降低灵敏度。当不连接任何电容，即在电容连接处处于悬空其灵敏度为最大。电容 CJ0~CJ1 用于调节工作模式下按键的灵敏度。电容 CJWA 用于调节睡眠模式下唤醒灵敏度。

参考电路图：

电容式触摸按键原理

一 工作原理

任何两个导电的物体之间都存在着感应电容，一个按键即一个焊盘与大地也可构成一个感应电容，在周围环境不变的情况下，该感应电容值是固定不变的微小值。当有人体手指靠近触摸按键时，人体手指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容，会使总感应电容值增加。电容式触摸按键IC在检测到某个按键的感应电容值发生改变后，将输出某个按键被按下的确定信号。电容式触摸按键因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰会更加敏感，因此触摸按键设计、触摸面板的设计以及触摸IC的选择都十分关键。

二 触摸PAD设计

1. 触摸PAD材料

触摸PAD可以用PCB铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、导电橡胶、导电玻璃的ITO层等。不管使用什么材料，按键感应盘必须紧密贴在面板上，中间不能有空气间隙。当用平顶圆柱弹簧时，触摸线和弹簧连接处的PCB，镂空铺地的直径应该稍大于弹簧的直径，保证弹簧即使被压缩到PCB板上，也不会接触到铺地。

2. 触摸PAD形状

原则上可以做成任意形状，中间可留孔或镂空。作者推荐做成边缘圆滑的形状，可以避免尖端放电效应。一般应用圆形和正方形较常见。

3. 触摸PAD面积大小

按键感应盘面积大小：最小4mm×4mm，最大30mm×30mm。实际面积大小根据灵敏度的需求而定，面积大小和灵敏度成正比。一般来说，按键感应盘的直径要大于面板厚度的4倍，并且增大电极的尺寸，可以提高信噪比。各个感应盘的形状和面积应该相同，以保证灵敏度一致。通常在绝大多数应用里，12mm×12mm是个典型值。

4. 触摸PAD之间距离

各个触摸PAD间的距离要尽可能的大一些(大于5mm)，这样可以减少它们形成的电场之间的相互干扰。当用PCB铜箔做触摸PAD时，若触摸PAD间距离较近(5mm～10mm)，触摸PAD必须用铺地隔离。如果各个触摸PAD距离较远，也应该尽可能的铺地隔离。适当拉大各触摸PAD间的距离，对提高触摸灵敏度有一定帮助。

三、触摸面板选择

1. 触摸面板材料

面板必须选用绝缘材料，可以是玻璃、聚苯乙烯、聚**乙烯(pvc)、尼龙、树脂玻璃等，按键正上方1mm以内不能有金属，触摸按键50mm以内的金属必须接地，否则金属会影响案件的灵敏度。在生产过程中，要保持面板的材质和厚度不变，面板的表面喷涂必须使用绝缘的涂料。

2. 触摸面板厚度

通常面板厚度设置在0～10mm之间。不同的材料对应着不同的典型厚度，例如亚克力材料一般设置在2mm～4mm之间，普通玻璃材料一般设置在3mm～6mm之间。

3. 双面胶

触摸按键PCB与触摸面板通过双面胶粘接，双面胶的厚度取0.1～0.15mm比较合适，推荐采用3M468MP，其厚度0.13mm。要求PCB与面板之间没有空气，因为空气的介电系数为1，与面板的介电系数差异较大。空气会对触摸按键的灵敏度影响很大。所以双面胶与面板，双面胶与PCB粘接，都是触摸按键生产装配中的关键工序，必须保证质量。

PCB与双面板粘接，PCB带双面胶与面板装配时都要用定位夹具完成装配，装配完成后，要人工或用夹具压紧。为了保证PCB板与面板之间没有空气，需要在双面板上开孔和排气槽，并且与PCB上开孔配合。设计夹紧夹具时，重点压触摸按键的部位，确保感应部位没有空气。

四、触摸IC选用

目前，世界知名电子元器件供应商均加大了对电容式触摸按键IC的应用研究，并推出了众多的专业芯片(本文简称触摸芯片)，也有众多基于MCU集成类的IC，设计人员选择空间较大，可以根据功能的需求和芯片的性价比来选择适合设计需要的IC，也可以自己设计基于MCU的A/D口实现触摸IC。