1、 毕业论文开题报告 电气工程及其自动化 基于电容触摸感应的数字键盘设计 一、课题研究意义及现状 现在许多人正在使用的很多电子产品中，都可能用到触摸感应设计，例如触摸屏的手机，汽车电子，计算机，白色家电，我们看到的大部分产品都会用到控制面板，很有可能用到触摸感应，而控制面板上会出现按键，滑条，键盘等。 早在 1971 年， samuelC hurst 博士就提出了电子触摸界面的设想，至 1974 年开始出现最早的触摸屏，从早期的相关专利来看，它们都是着眼于检测压力的电阻式技术。渐渐的，诸如电容式，声表面波技术的还有红外波 束遮断等其他技术出现，并且都在各自的应用领域内找到了一席之地，尤其是电容触
2、摸技术。它的出现使人机交互的方式产生了革命性的变化，使人们体验到了更容易，更神奇的人机交互方式。它可以应用到带触摸按键或触摸屏的手机，作为标配的笔记本计算机的触摸板和马路边自动取款机上的触摸屏等等。 Capsense 电容触摸感应固有的美观和性能可以使你的产品比较有特色，并且 capsense 还支持接近性触摸，可以探测到移动物体。 Capsense 电容触摸感应的基础，它对于人机接口来讲是一个革命性的方式，它可以替代机械按键、开关、拨号盘、键盘 滑条。 触摸按键可以增加设计的灵活性，因为电容式感应按键可以隐藏在一块完整的表面下边，不需要像机械按键那样需要预留机械部件运动的空间。有些便携式产品
3、，用电容式触摸感应按键可以在最大程度上让产品外观具有浑然天成的效果！电容触摸感应技术还在不断地发展，越来越多的应用到各种类型的电子设备中，实现控制功能的更小巧，更整洁也更灵活。它的重要意义在于 :它更可靠&更耐用 -密封的，没有外部器件；更美观 更纤细，更有个性，更友好的界面；节约成本 简化生产；功耗更低 可以通过接近式检测唤醒休眠。 二、课题研究的主要内容 和预期目标 本课题要求了解触摸感应技术，特别是要理解和掌握电容式触摸感应的原理。 目前电子设备的按键大多采用机械式按钮或接近开关来设计，随着电子技术的发展，触摸感应技术越来越多的应用到家用电器、手持式电子产品中，电容式触摸感应技术具有无接
4、触式信息输入、耐用、防水、防电磁干扰等多种特点，越来越多的电子产品应用这一技术。 本课题要求完成的主要内容如下： 设计一个基于电容触摸感应的数字键盘，应用 Cypress的产品 PSoC1器件进行开发，实现 3*4矩阵式的数字按键系统。 1、确定设计方案，选择合适的 PSoC单片机 ； 2、制定 PCB电容按键布局布线的方案，完成 PCB的设计； 3、设计相应的显示电路； 4、完成 PSoC器件的内部模块的设计以及程序编写等工作。 三、课题研究的方法及措施 基于电容触摸感应的数字键盘设计，主要是依靠 PSoC 技术，通过外部焊盘连接到 PSoC 的 I/O口，通过 PSoC 来感应输入信号，检
5、测，量化成数字信号，软件处理和判断包括（滤波，按键的动作判定，定时等），输出信号。 按键设计框图如下： M C U9638527410 E n t e rP C B 电 容 触 摸感 应 按 键模 拟 模 块 数 字 模 块P S o C 单 片 机数 字 显 示电 路它的系统组成 分三部分： （ 1）按键和周边地层：以 PCB 上的焊盘作为触摸按键的载体，焊盘接到 PSoC 的 I/O 接口。 （ 2） PSoC 芯片将主要检测焊盘上感应电容的变化，通过 PSoC 检测有手触摸和没手触摸时感应电容的变化，来确定是否在焊盘处有动作，从而来实现触摸按键功能。 （ 3）数字显示电路，当有感应时，能
6、显示出相应的数字。 四、课题研究进度计划 毕业设计期限：自 2010年 10月 15日至 2011年 5月 15日。 2010年 10月 15日 2010年 11月 4日：分析任务，收集资料； 2010年 11月 5日 2010年 12月 4日：系统 设计方案制定，完成开题报告、文献综述、外文翻译； 2010年 12月 4日 2011年 2月 23日： 对方案进行具体设计和 写论文，系统模块软件程序设计， 2011年 2月 23日 2011年 4月 25日： PCB设计和制作，调试修改，最后撰写设计报告与论文。 2011 年 4 月 25 日 2011 年 5月 15日：设计作品系统调试和完善
7、，论文修改，答辩。 五、参考文献 1翁小平 .触摸感应技术及其应用 基于 CapSenseM.北京：北京航空航天大学出版社， 2010，1. 2郑赞 .触摸屏多点触摸技术揭秘 J.电子产品世界， 2008（ 11）： 34 35. 3梁志颖 .嵌入式系统晶片 PSoC 实作入门 M.台湾：旗标出版社， 2009， 9. 4朱明程，李晓滨 .PSoC 原理与应用设计 M.北京：机械工业出版社， 2008， 3. 5叶朝辉，华成英 .可编程片上系统 (PSoC)原理及实训 M.北京：清华大学出版社， 2008， 5. 6戴国骏 .系统可配置单片机原理与应用 M.北京 :机械工业出版社， 2009， 4. 7BIT-Automotive Electronics Technical Innovation Center.Theory and Operation of PsoC EB/OL. 2010-11-17.http:/ 8Paul Kovitz.电阻式触摸屏原理 J.电子系统设计， 2006（ 1）： 43 48 页 9Electric Field Imaging Device and Keypad LED DriversEB/OL， 2010-10-28. http:/. 10蔡祖欣 .电容式触摸感应器和电路的研制 D.上 海：上海交通大学， 2008， 5.
