EFM32的電容式觸開關方案

針對EFM32的低功耗特性以及LESENSE接口的應用特色，本文將詳細闡述基于EFM32的電容式觸開關方案。

　　LESENSE簡介
 

　　LESENSE接口是EFM32微控制器利用片上外設實現可配置傳感器檢測的低功耗接口。傳感器接口檢測到的結果可由LESENSE配置16狀態(tài)的狀態(tài)機進行解碼，也可以保存在緩沖區(qū)中，由CPU或DMA進行進一步的處理。

　　LESENSE除了能在功耗模式EM0和EM1下工作外，還可以在低功耗模式EM2下，通過配置它為事件輸入喚醒CPU。

　　LESENSE特性

　　EFM32的LESENSE接口具有低功耗、可配置特性靈活的特點：

　　· 多達16通道的傳感器接入，支持電感式、電容式、電阻式傳感器檢測輸入;

　　· 在EM0、EM1、EM2模式下，自動傳感器檢測;

　　· 高度可配置的傳感器檢測結果解碼;

　　· 傳感器事件中斷;

　　· 提供外部傳感器可配置使能信號;

　　· 多達16個可保存?zhèn)鞲衅鳈z測結果的環(huán)形緩沖區(qū)。

　　智能觸控開關方案

　　(一)、應用背景

　　隨著電容式觸控技術的發(fā)展與成熟，它在消費電子、智能家居、白色家電上的應用也日趨廣泛，得到眾多用戶的青睞。在我們日常生活中，例如電磁爐、烤箱、洗衣機等家電類產品都是采用不透明玻璃面板和電容式觸控按鍵實現美觀時尚的操控界面。電容式觸控按鍵相對于傳統(tǒng)的機械開關具有耐用、美觀時尚、易于清潔等優(yōu)點，而且可擴展性良好，能夠軟件實現復雜的用戶操控功能，例如雙擊、多點觸控等功能。

　　EFM32微控制器片上集成了低功耗傳感器接口LESENSE，可實現電容觸控檢測方案，很好地滿足了智能家居、白色家電的電容觸控應用需求。

　　(二)、系統(tǒng)結構

　　家用智能觸控開關方案采用EFM32TG110F32作為主控MCU，利用LESENSE接口擴展(4~16通道)電容式觸摸按鍵輸入，通過I/O為觸控按鍵增加LED背光，通UART接口與UART-CAN轉換模塊進行連接，實現基于CAN總線的智能開關與被控對象、后臺控制中心的通信。此外，它還可以根據產品個性化需求增加溫度傳感器、光傳感器、紅外控制等接口，豐富智能開光的功能。家用智能觸控開光方案的結構框圖，如圖1所示。

　　(三)、方案優(yōu)勢

　　相對于傳統(tǒng)的8位微控制器實現的方案，本方案具有以下優(yōu)勢：

　　1、低功耗。

　　EFM32微控制器在EM2(Deep sleep)低功耗模式下，功耗僅為0.9μA，系統(tǒng)整體功耗非常低，便于電源設計簡單化，產品體積減小便于安裝。而且在EM2模式下，EFM32的LESENSE、RTC、I2C、LEUART等外設功能模塊處在工作狀態(tài)，這使得在主控MCU內核睡眠的條件下，系統(tǒng)可等待總線通信或用戶外部輸入操作信號來喚醒系統(tǒng)。系統(tǒng)可長時間處于EM2低功耗模式下，降低整機功耗。

　　2、集成電容觸控接口。

　　傳統(tǒng)的電容式觸控按鍵利用外擴電容傳感器或使用軟件輪詢RC充放電電路實現，從而導致電容觸控檢測的可靠性和穩(wěn)定性較差，容易出現靈敏度不好，產品一致性差等問題。EFM32內部硬件電路實現LESENSE檢測，因此可以在不增加外部硬件設計成本的前提下實現電容觸控檢測。而且EFM32的LESENSE接口無需CPU周期查詢或軟件算法進行過多干預，即可完成檢測，因此CPU運算負荷及功耗得到降低。

　　3、硬件支持復雜的檢測控制。

　　EFM32的LESENSE模塊帶有環(huán)形緩沖區(qū)及狀態(tài)機界面功能，接口功能的擴展特性良好，可應用于設計復雜的觸控操作檢測。

　　4、高性能。

　　EFM32采用Cortex-M3內核設計，因此相對于8位的微控制器，它具有代碼密度高、處理效率快等優(yōu)勢，有利于產品的延伸性開發(fā)。。(四)、方案框圖

　　圖1 電容式觸控開關

　　總結

　　綜上所述，EFM32具有優(yōu)異的低功耗特性，且集成了個性化的低功耗外設部件，非常適合于三表、智能家居控制、安防監(jiān)控、便攜式醫(yī)療等領域的應用。