SC05A ——5按键带自校正功能的容性触摸感应器

SC05A——5按键带自校正功能的容性触摸感应器

芯片图

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概览

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概述

SC05A 是带自校正的容性触摸感应器,可以检测 5 个感应盘是否被触摸。它可以通过任何非导电介质(如 玻璃和塑料)来感应电容变化。这种电容感应的开关可以应用在很多电子产品上,提高产品的附加值。

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特征

◇ 5 个完全独立的触摸感应按键

◇ 保持自动校正,无需外部干预

◇ 按键输出经过完全消抖处理

◇ 多接口 – I2C 串行接口 / 并行一对一输出

◇ 所有按键共用一个灵敏度电容

◇ 感应线长度不同不会导致灵敏度不同 ◇ 2.5V ~ 6.0V 工作电压

◇ 符合 RoHS 指令的环保 SOP16 封装

03

应用

◇ 替代机械开关

◇ 家庭应用(电视机, 显示器键盘)

◇ 玩具和互动游戏的人机接口

◇ 门禁按键

◇ 灯控开关

◇ 密封键盘面板

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封装

SC05A采用SOP16封装形式:

SC05A——5按键带自校正功能的容性触摸感应器

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管脚列表

SC05A——5按键带自校正功能的容性触摸感应器

管脚类型

I CMOS 输入

I/O CMOS 输入/输出

OD NMOS 开漏输出

Pwr 电源 / 地

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管脚说明

VDD, GND

电源正负输入端。

CMOD

电荷收集电容输入端,接固定值的电容,和灵敏度无关。

CDC

接灵敏度电容, 电容范围是最小 15pf ,最大 100pf 根据使用环境选择合适的电容值,数值越小,灵敏度越高。

CIN0~CIN4

接感应盘,是感应电容的输入检测端口。

OUT0~OUT4

并行一对一输出端口,分别对应CIN0~CIN4。端口内部结构为NMOS开漏输出,输出高阻或低电平,有效电平是低电平。

SCL, SDA

SCL 是I2C时钟输入端口。SDA是I2C数据输入输出端口。 SDA 端口有内部弱上拉。

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芯片功能

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初始化时间

上电复位后,芯片需要300ms进行初始化,计算感应管脚的环境电容,然后才能正常工作。

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灵敏度

灵敏度由CDC端口接的电容值决定。电容范围是最小15pf,最大100pf。数值越小,灵敏度越高。为了保 证灵敏度的一致性,CDC电容要求使用10%或以上的精度的涤纶电容、NPO材质电容或者COG材质电容为最佳。务必在PCB布局时,将CDC电容尽量贴近IC放置。

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自校正

根据外部环境温度和湿度等的漂移,按键电容基准参考值也会发生漂移,芯片会自动调整校正每个按键的 电容基准参考值,以适应当前环境的变化。

当检测到按键后,芯片会立即停止校正一段时间,这段时间大约 15~50 秒。停止校正时间一到,芯片会继 续自校正,如果当前按键还是持续有效,按键信息会被当做环境的漂移立即被更新,也就是说检测按键有效的 时间不会超过 15~50 秒。停止校正的时间与上电电压和电源上电时间有关。

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触摸反应时间

每个通道大约每隔12.5ms采样一次。经过按键消抖处理以后,检测到按键按下的反应时间大概是68毫秒,检测按键离开的反应时间大概是44毫秒。所以检测按键的最快频率大概是每秒9次。

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输出逻辑

输出端口OUT0~OUT4,有两种状态,高阻或低电平。无按键时为高阻,检测到按键时为低电平。

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睡眠模式

如果在一段时间内(Tslp)没有检测到按键并且SDA端口一直保持高电平,芯片会自动进入省电模式。只 要让SDA保持高电平时间不超过Tslp,芯片就不会进入睡眠模式。在睡眠模式中,按键的采样间隔会变长,电 流消耗(Idd)会减小。如果检测到按键,芯片会马上离开睡眠模式,进入正常模式。

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Ts 大约是固定的950us左右。

正常模式下,采样间隔Tsin 是固定的大约12.5毫秒。

睡眠模式下,采样间隔Tsis和电流消耗Idds是与Vdd和Trp (电源上电时间,参考图2-2)有关的。详见下 表2-2:

SC05A——5按键带自校正功能的容性触摸感应器

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应用

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应用电路

SC05A——5按键带自校正功能的容性触摸感应器

:

1. Cmod是电荷收集电容,取值范围是1nf~10nf。建议使用4.7nf。

2. Cdc 是灵敏度设置电容,取值范围是最小15pf,最大100pf,电容值越小灵敏度越高。3. 并行一对一输出和I2C接口同时有效。

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和单片机控制器的接口方式

3.2.1 并行一对一输出

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3.2.2 模拟电压输出

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3.2.3 I2C 接口

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1. Start 和 Stop 信号

Start 信号 (S)

当 SCL 是高电平时,SDA 由高到底变化,表示开始传输数据。 Stop 信号 (P)

当 SCL 是高电平时,SDA 由低到高变化,表示结束数据传输。

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2. 数据有效

在 SCL 为高电平期间,SDA 必须保持稳定的电平。SDA 线上的高低电平变化只能在 SCL 为低电平期间。

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3. 字节格式

字节由 8 位数据和一个应答信号组成

4. SC05A 使用简化的 I2C 协议

1)标准 I2C 器件有器件地址和寄存器地址。SC05A 只有器件地址。

2)SC05A 只接收读命令。

3)SC05A 的器件地址是 41H( A[6:0]=1000001B )。下图是一次完整的通信过程。D7~D5 是固定高 电平,D4~D0 分别对应 CIN0~CIN4 是否有按键触摸。例如,按键 CIN0 被触摸,D4 将是低电平,如果CIN0 没有被触摸,D4 将是高电平。

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详细参数

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额定值 *

工作温度 ………………………-40 ~ +85ºC

存储温度…………………….-50 ~ +150ºC

最大Vdd电压………………..-0.3 ~ +6.0V

管脚最大直流输出电流…………. ±10mA

管脚容限电压…. -0.3V ~ (Vdd + 0.3) Volts

* 注意 : 超出上述值可能导致芯片永久损坏

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电气特性

SC05A——5按键带自校正功能的容性触摸感应器

注:

1 正常工作模式下

2 如果感应管脚寄生电容超过2.5倍的Cdc电容,芯片不能正常工作(绝大多数情况无需考虑这个限制)

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封装尺寸图(SOP-16)

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