電容觸摸MSP430電路與LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)詳解
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MSP430($2.0250) 系列單片機(jī)以低功耗和外設(shè)模塊的豐富性而著稱,而針對(duì)電容觸摸應(yīng)用,MSP430($2.0250) 的PIN RO 電容觸摸檢測(cè)方式支持IO 口直接連接檢測(cè)電極,不需要任何外圍器件,極大的簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì),而本設(shè)計(jì)文檔中使用的MSP430($2.0250)G2XX5 更支持多達(dá) 32 個(gè)IO 口,可驅(qū)動(dòng)24 個(gè)以上的LED 燈,達(dá)到理想的顯示效果。
電容觸摸實(shí)現(xiàn)原理
MSP430($2.0250) 根據(jù)型號(hào)的不同支持多種電容觸摸檢測(cè)方式,有RC 震蕩、比較器、PIN RO,本設(shè)計(jì)使用的是PIN Relaxation Oscillator 方式,原理如圖1,芯片管腳內(nèi)部檢測(cè)電路由施密特觸發(fā)器、反向器,以及一個(gè)電阻組成,震蕩信號(hào)經(jīng)過施密特觸發(fā)器變成脈沖信號(hào),再通過反向器反饋回RC 電路,通過Timer_A對(duì)施密特觸發(fā)器的輸出進(jìn)行記數(shù),再通過設(shè)置測(cè)量窗口Gate 獲得記數(shù)的結(jié)果。當(dāng)手指觸摸電極,電極上的C 產(chǎn)生變化,導(dǎo)致震蕩頻率改變,這樣在定長(zhǎng)的測(cè)量窗口就能獲得不同的記數(shù)結(jié)果,一旦差值超過門限,結(jié)合一定的濾波算法判斷就可以觸發(fā)觸摸事件。
電路設(shè)計(jì)
原理圖設(shè)計(jì)如圖 4, MCU 通過一個(gè)5V 轉(zhuǎn)3.3V 的LDO 給VCC 供電,使用LDO 的目的是為了保證電源的穩(wěn)定,讓觸摸電路在檢測(cè)信號(hào)時(shí)不會(huì)因?yàn)殡娫吹脑肼暜a(chǎn)生過大的信號(hào)偏差。電極上串的電阻作為ESD 保護(hù)器件,如果在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理的情況下可以省去。電路中預(yù)留了UART 口與主控系統(tǒng)通訊。
LED 驅(qū)動(dòng)部分電路如圖 5, 由于每一個(gè)LED 的電流在10mA 左右,24 個(gè)LED 如果同時(shí)亮就有240mA,無法通過MCU IO 口直接驅(qū)動(dòng),在每個(gè)LED 上加一個(gè)三極管以及限流電阻,實(shí)現(xiàn)24路LED 的控制。
文介紹了使用MSP430($2.0250)G 系列單芯片實(shí)現(xiàn)電容觸摸轉(zhuǎn)輪和24 路獨(dú)立PWM 輸出LED 控制方案,在一些需要低成本的產(chǎn)品設(shè)計(jì),又要對(duì)多種LED 特效控制的場(chǎng)合,有很大的使用價(jià)值。