方案 | MICROCHIP MCP19117 触控式调光LED灯光控制方案
mcp19117 touch dimming led lighting
软体cvd 的架构原理与介绍：
下图为一标准的触控点的电容分布简易图 。原本 pcb 的走线及触控点本身就有寄生电容的存在；人体本身也有寄生电容的存在。当手指靠近或碰触到触控感应点(touch pad) 时，这时 cp 与 cf 就会因电容并联电量相加 cs 就会变大。反之，触控点没有被触 摸也就没有外在的影响会去改变其寄生电容量。cvd 的内涵就是测量这单位时间内电容上 的电压变化来判断是否有触摸或接近感应点。
cp: 触控点的寄生电容
cf: 手指的电容
cs: 触控点的电容总和 (并联效应)
一 : 正向的预充电准备：
由下图可以很清楚的看出取样电容 (chold) 透过内部的设定，将 chold 接到 vdd 将其充电到 vdd。而外部的触控点 则是透过 i/o 脚接地将寄生电容的电荷先放光。
二 : chold 开始放电取得电位的平衡并转换
关闭外部触控点的接地使其浮接，再来取样电容 (chold) 透过 adc通道的设定直接连接到外部的触控点，这时 chold 的电荷就会往外流向触控点的寄生电容cpad。因为外部的寄生容量很小，很快的这放电就会取得一个电荷的平衡电压点。这个时候启动 adc 做转换就可以得到触控按键的正向充放电的数值。
三 : chold负向充、放电的切换
其实经由步骤一及步骤二的处理，我们已经可以分办出触控按键的动作。但为加强按键对杂讯的抗干扰能力，在步骤三里做了一次负向的充放电的动作。也就是将外面的寄生电容先充饱到 vdd，chold 则透过内部的 设定连接到地将电荷先放光。
四 : cpad 与 chold 之间的电位平衡
当触摸点的寄生电容 (cpad) 充饱电荷之后，经由内部开关的切换连接到 chold 时，电荷将取的平衡。这时启动 adc 做转换以取得反向平衡电压数值。
五 : 正向及负向 cpad 及 chold 的电压变化
此图很明显地画出正、负两种 充放电的电压变化。
chold (红色)充电到 vdd ，cpad (蓝色) 放电到 vss 阶段。
chold 向 cpad 放电的阶段
大、小水库取的平衡的阶 段，adc 开始转换
负向预充电开始，cpad 充电 到 vdd，chold 接地将电荷放尽 到 0 v 。
cpad 向 chold 放电取的电荷 上的平衡后进行 adc 的转换
六 : 如何判断按键有被触摸?
如何判断按键有被触摸呢?
在 cvd 的波形图示里，vb点的转换电压值及va 转换点的电压值之间的差异电压δv 就可以判断出是否有按键。此图所显示的是有按键及没有按键时的波形，同时也可以看出其δv 电 压的差异。借由此种判断触控按键 是否按下，这样的侦测方式可以得到更大的差值，大大的提高了触控的稳定。为了更有效率 ，在 adc 对内部的取样电容( chold)做转换时，软体立即切换至 pad 的寄生电容开始做预充电的动作，如此预充电的做法可加快触控按键扫描的时间而不影响其精确度。
以上就是最简单的 c vd 原理说明。看起来似乎只要有adc就可以做 cvd 的量测。
其实，只要是有内建 10-bit adc的mcu，不管是 8、16 或 32-bit的mcu都可以实现软体 cvd 的功能。
pcb layout 注意事项
所有触控感应器都可以共同使用一条 guard 的输出。mtouch 会以顺序扫描方式进行感测。所以 guard 在主动驱动防护时，触控感应器在扫描的情况下是不会影响其它的感应器。
适当的在没使用到的区域补铺上、下层的地网，并增加灌孔以降低彼此之间阻抗达大最佳的抗干扰能力。
在 pcb layout 的正面: 触控感应点(pad)的大小不建议小于 5mm 的直径，理想的触控点的layout 最好是大于 10mm 的直径。
在pcb layout 的正面:围绕在触控感应点周围 guard 环形线宽应该约 0.3 ~ 1.5mm 的宽度，并与触控感应点约有 0.3 ~ 2mm 的距离。
在pcb layout 的背面:从触控感应器开始拉线到 mcu 之后接脚的这一段 pcb 走线也是很重要的，建议使用 0.15mm ~ 1.2mm 的线宽。该guard line 与触控拉线之间的间距可以小到 0.4mm，
最好以 pad 的形状在背面 加入 guard 防护 (如红色 pcb 背面的 tx layout 方式)。
为降低来自感应点高频杂讯干扰，在感应器拉线进入mcu接脚之前须串个10k (建议值)的电阻。
这电阻最大的功能是: 一. 保护感应器的输入脚避免 esd 的损坏。
与内部电容形成一 个低通滤波器可将高频杂讯滤掉， (滤波电容尽量靠近 mcu 的接脚，如 此可获得较大的滤波效果)。
**本文内容(含图片)转载自microchip 官方网站
► 场景应用图
► 展示版照片
► 方案方块图
► 核心技术优势
depa 芯片内有高度整合之8位元mcu/ pwm 控制器/电源稳压器/ gate driver
1.芯片整合在5*5 mm 之qfn 包装可以有效缩减产品面积;
2.使用硬体adc 与软体判断方式达到触控之功能、毋需专用ic
3.整合类比控制元件使稳定度可以提高;
4.拥有类比的反应速度与数位控制的灵活性;
5.免费的软体开发环境;
6.透过ausart 或i2c 读取或设定设备之工况。
► 方案规格
1.vin: 12v(typ.)
2. vout: 25v (ovp)
3. vled: 3.6v * 6 = 21.6v
4. iled: 350ma +/- 5%
5. 0% - 16 % pwm dimming, 17-100% constant current dimming.
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cp: 触控点的寄生电容
cf: 手指的电容
cs: 触控点的电容总和 (并联效应)
一 : 正向的预充电准备：
由下图可以很清楚的看出取样电容 (chold) 透过内部的设定，将 chold 接到 vdd 将其充电到 vdd。而外部的触控点 则是透过 i/o 脚接地将寄生电容的电荷先放光。
二 : chold 开始放电取得电位的平衡并转换
关闭外部触控点的接地使其浮接，再来取样电容 (chold) 透过 adc通道的设定直接连接到外部的触控点，这时 chold 的电荷就会往外流向触控点的寄生电容cpad。因为外部的寄生容量很小，很快的这放电就会取得一个电荷的平衡电压点。这个时候启动 adc 做转换就可以得到触控按键的正向充放电的数值。
三 : chold负向充、放电的切换
其实经由步骤一及步骤二的处理，我们已经可以分办出触控按键的动作。但为加强按键对杂讯的抗干扰能力，在步骤三里做了一次负向的充放电的动作。也就是将外面的寄生电容先充饱到 vdd，chold 则透过内部的 设定连接到地将电荷先放光。
四 : cpad 与 chold 之间的电位平衡
当触摸点的寄生电容 (cpad) 充饱电荷之后，经由内部开关的切换连接到 chold 时，电荷将取的平衡。这时启动 adc 做转换以取得反向平衡电压数值。
五 : 正向及负向 cpad 及 chold 的电压变化
此图很明显地画出正、负两种 充放电的电压变化。
chold (红色)充电到 vdd ，cpad (蓝色) 放电到 vss 阶段。
chold 向 cpad 放电的阶段
大、小水库取的平衡的阶 段，adc 开始转换
负向预充电开始，cpad 充电 到 vdd，chold 接地将电荷放尽 到 0 v 。
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以上就是最简单的 c vd 原理说明。看起来似乎只要有adc就可以做 cvd 的量测。
其实，只要是有内建 10-bit adc的mcu，不管是 8、16 或 32-bit的mcu都可以实现软体 cvd 的功能。
pcb layout 注意事项
所有触控感应器都可以共同使用一条 guard 的输出。mtouch 会以顺序扫描方式进行感测。所以 guard 在主动驱动防护时，触控感应器在扫描的情况下是不会影响其它的感应器。
适当的在没使用到的区域补铺上、下层的地网，并增加灌孔以降低彼此之间阻抗达大最佳的抗干扰能力。
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**本文内容(含图片)转载自microchip 官方网站
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2. vout: 25v (ovp)
3. vled: 3.6v * 6 = 21.6v
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