一、方案简介
电容触摸传感大约在蓝牙GPS50多年前就已经出现，现在已经变得越来越易于实现且应用更为广泛。触摸灯是电容触摸开关的一个经典示例。触摸灯的出现已有很长一段时间，它由一个简单的电容式开关来开启、关闭灯泡及调节灯的亮度。新技术使得可以对触摸按钮实现更为复杂的控制。其关键是要有具有混合信号外设的单片机。单片机提供了完成电容触摸传感、决策、响应以及其他系统相关任务的能力。 目前业内已有好几种电容触摸传感技术存在，多数技术是基于测量由于人手指触摸产生额外电容而改变的频率或占空比。有些其他的方法则使用电荷平衡或是充电上升及下降时间的测量。 在便携式媒体播放器和移动手持终端等大容量、高可视性产品的应用中，触摸按键已被广泛采用。由于其具有方便易用，时尚和低成本的优势，越来越多的电子产品开始从传统机械按键转向触摸式按键。
触摸按键方案优点:
1、没有任何机械部件，不会磨损，无限寿命，减少后期维护成本。
圆珠笔尖 2、其感测部分可以放置到任何绝缘层（通常为玻璃或塑料材料）的后面，很容易制成与周围环境相密封的键盘。以起到防潮防水的作用。
3、面板图案随心所欲，按键大小、形状任意设计，字符、商标、透视窗等任意搭配，外型美观、时尚，不褪、不变形、经久耐用。从根本上解决了各种金属面板以及各种机械面板无法达到的效果。其可靠性和美观设计随意性，可以直接取代现有普通面板（金属键盘、薄膜键盘、导电胶键盘）。
4、触摸按键板可提供UART流感香囊、IIC、SPI等多种接口，满足各种产品接口需求。
二、原理概述
如图1所示在PCB上构建的电容器，电容式触摸感应按键实际上只是PCB上的一小块“覆铜焊盘”，触摸按键与周围的“地信号”构成一个感应电容，当手指靠近电容上方区域时，它会干扰电场，从而引起电容相应变化。根据这个电容量的变化，可以检测是否有人体接近或接触该触摸按键。
接地板通常放置在按键板的下方，用于屏蔽其它电子产品产生的干扰。此类设计受PCB上的寄生电容和温度以及湿度等环境因素的影响，检测系统需持续监控和跟踪此变化并作出基准值调整。
基准电容值由特定结构的PCB产生，介质变化时，电容大小亦发生变化。
图新型盘扣式脚手架1 PCB粘尘辊上构建开放式电容器示意图
当人体（手指）接触金属感应片的时候，由于人体相当于一个接大地的电容，因此会在感应片和大地之间形成一个电容，感应电容量通常有几pF到几十pF。利用这个最基本的原理，在外部搭建相关电路，就可以根据这个电容量的变化，检测是否有人体接触金属感应片。基于LPC1100系列Cortex-M0微控制器电容式触摸感应按键原理（具体见附录1）如图2 所示
三、方案实现
充分利用触摸按键芯片内的比较器特性，结合外部一个电容传感器，构造一个简单的振荡器，针对传感器上电容的变化，频率对应发生变化，然后利用内部的计时器来测量出该变化，从而达到响应触摸功能的实现。
3.1 触摸电路原理
（1）单片机测量自激RC振荡器频率方案
该方案的原理如下图3所示：
由于玻璃一手指一地之间产生电容，我们才能够检测到触压，该电容与电路对地的自然寄生电容并联。并联电容相加，所以当手指接近焊盘时总电容将变大。电容增量的百分比是:
△C%=((CP+Cf)-CP)/CP=Cf/Cp
电容增量就是我们检测的依据，手指将引入额外的电容，导致振荡器的RC时间常数改变。RC时间常数增加，振荡器频率将减小，在单片机中将检测到这一频率变化。
Cp的设计值应该较小。因为我们知道Cf非常小，如果Cp较小，则频率的增量百分比将较大，已知手指触压产生的电容范围在5-15 pF之间。还需要一个振荡器，其频率取决于电容器的感应极板CS。图4的电路能够实现这一目标。该设计使用了一个松弛振荡器来产生频率，频率取决于电容器的值。RC振荡器的电阻值是设计参数，用来确保振荡频率在100-400 kHz范围内。频率的精确值并小重要，但是在测量过程中，较高的频率将产生更多的计数，因此精度要比较低频率的精度高。
RC电路充放电在有无人体触摸时的充放电波形图如图5所示。当使用GPIO配置为输入时电容Cx充电，如果没有人体触摸的时候电容的充放电曲线如图5绿线所示；当有人体触摸的时候，由于人体带来一个感应电容量，这时电容充放电速度变缓，如图3红线所示。利用这个时间的变化，再加GPIO中断的检测功能，就可以判断是否有按键按下。
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