【驗證設計和量產篇】隻需五步,輕鬆設計出電容式觸摸傳感器
發布時間:2015-03-18 責任編輯:sherryyu
【導讀】在本係列文章的第3部分,我們介紹了家用電器和安全係統鍵盤的設計應用實例,並講解了如何配置MBR器件以實現這類應用產品所需的功能。在第4部分,我們將介紹利用MBR器件設計電容式感應係統的步驟4和5,即驗證和量產。
步驟4:驗證設計
設計藍圖在采取步驟2中的建議後應轉化為初始原型。當原型電路板準備就緒,要在進入量產之前需要對電路板設計進行測試,以防有需要修改的地方。
為wei了le讓rang原yuan型xing符fu合he量liang產chan要yao求qiu,需xu要yao使shi其qi滿man足zu一yi係xi列lie標biao準zhun指zhi標biao。通tong常chang,依yi照zhao這zhe些xie標biao準zhun來lai驗yan證zheng設she計ji方fang案an並bing非fei易yi事shi。為wei輔fu助zhu原yuan型xing的de測ce試shi和he驗yan證zheng工gong作zuo,電dian容rong式shi感gan應ying技ji術shu廠chang商shang提ti供gong了le用yong戶hu友you好hao型xing工具,例如賽普拉斯的設計工具套件。
shejigongjutaojiankeyongyuquedingdianlubanshejishifouyizuohaoliangchanzhunbei。chuanganqiyuanshishujuyijiyuanshishujuzhongdezaoshengdengcanshudeshijizhibeikuisongzhigongjutaojianzhong。ruguogongjucedingshejibugouhao,huizhenduiruhejiejuesuofaxianderenhewentiertigongjianyi。genjugongjutaojiangeichudexiugaijianyi,ninkenengbixuzhongxinzhizuodianluban,yekenengjinxutiaozhengcanshuerbuyongzhongxinzhizuodianluban。zheyang,yanzhenggongjunenggoubangzhuninbimianchuxianyixiekenenghuizaochenggaochengbendeshejishulou。
步驟5:量產
完成原型的評估並敲定最終設計方案以後,接下來是最後一步——量產。這一步驟有兩個主要階段。
1.配置
2.測試
配置:
如前所述,因為要對MBR器件進行配置,所以無需編程。MBR器件的配置方法分兩種,取決於其是否有非易失性存儲器。
1.有非易失性存儲器的MBR器件:
具有非易失性存儲器的MBR器件能簡化主機側的配置。可以使用第三方編程器來配置器件。進行配置時的第一步是使用MBRqijianchangshanghuoqihezuohuobantigongdegongjulaihuodeshejidepeizhiwenjian。disanfangbianchengqikeyishiyonggaipeizhiwenjianduidaliangqijianjinxingkuaisupeizhi。ciwai,disanfangbianchengqinenggouyanzhengMBR器件是否已正確配置。以下是由賽普拉斯EZ-Click定製工具生成的配置文件範例。

圖16:EZ-Click生成的範例配置文件
2.沒有非易失性存儲器的MBR器件:
如果MBR器件沒有非易失性存儲器,就不能使用第三方編程器。主機處理器將需要在每次加電時對MBR器件進行配置,然後驗證該配置。這會增加主機側的開銷。
主機可通過兩種方法來配置MBR器件。
a.使用MBR器件廠商提供的高級API來配置和驗證器件。
b.使用配置工具生成的完整寄存器映射內容。.h文件包含寄存器映射內容。以下是由EZ-Click生成的此類文件範例:

圖17:EZ-Click生成的寄存器映射.h樣本文件
生產線測試:
任何即將上市的產品都必須在生產階段接受測試。任何電容式感應係統都要經過三項重要測試,以驗證其可靠性。
1.當傳感器短接接地或VDD短接,或者無效值連接到用於電容感應測量的外部組件時,電容感應操作就會中斷。電容式感應設計中的一些常見故障包括:
● 按鍵VDD短接
● 按鍵短接接地
● 按鍵對按鍵短接
● 按鍵斷開
● Sigma-Delta調製器外部組件中的故障,例如:
○ 調製電容器(Cmod)
這些診斷可用於在電容式感應器件中實現故障防護功能,以防止按鍵錯誤導致的安全問題。例如,白色家電、汽車和工業電子應用等都需要按鍵故障診斷功能來確保安全運行。
2.電容式感應傳感器的SNR(信噪比)。為實現高穩健性電容式感應,所有傳感器的SNR都應高於最低SNR要求。
3.電容式傳感器的寄生電容應在有效工作範圍內。
yongyupeizhiqijianderuanjiangongjubujinnengjianhuaqijianpeizhi,hainengjianhuashengchanxianceshi。shengchanxianceshizhongyanzhengxitongsuoxudesuoyouguanjianshujudounengtongguogaigongjuhuode。xiatugeichulezaiEZ-Click中生產線測試結果的視圖。每個測試樣本的數據都可存入CSV文件,並可在其它工具中打開,以便於檢查眾多樣本的生產線測試結果。

圖18:EZ-Click工具中的係統診斷選項卡
結論:
本ben係xi列lie文wen章zhang介jie紹shao了le采cai用yong電dian容rong式shi觸chu摸mo按an鍵jian替ti代dai機ji械xie按an鍵jian的de係xi統tong設she計ji。賽sai普pu拉la斯si的de電dian容rong式shi感gan應ying解jie決jue方fang案an產chan品pin組zu合he能neng提ti供gong專zhuan門men針zhen對dui機ji械xie按an鍵jian替ti代dai(MBR)的器件。這些MBR器件甚至可以讓不具備固件開發知識的機械工程師輕鬆地將他們的用戶界麵設計升級為電容式觸摸按鍵係統。
逐步法通常有助於工程師更好地理解設計流程。這個五步驟實現方案能幫助設計人員充分了解電容式按鍵係統設計所需的升級流程。
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