基于KE16 的小家电Touch触摸面板方案

NXP管管

基于KE16 的小家电Touch触摸面板方案

目前，触摸模块在小家电的应用越来越广泛，基于 NXP KE16 Touch 控制板前景可期。方案主要应用于各类小家电产品上的触摸面板应用：洗衣机、电饭煲、饮水机、咖啡机等。


KE1xZ 系列的 MKE16Z64VLF4 是基于 Arm  Cortex - M0+ 内核，运行频率高达 48  MHz，可支持高达 64 KB 的 Flash、8 KB RAM，以及拥有一套完备的模拟/数字功能的高性能 MCU。大联大世平集团推出的方案主控是 NXP MKE16Z64VLF4，它耐用的 TSI 模块支持互电容模式和自电容模式，能够为任何 HMI 系统提供极高的稳定性和准确性。它的基本参数如下：


ARM Cortex-M0+ 内核
主频最高可达 48 MHz
64 KB Flash、8 KB RAM
支持 3 X UART、1 X IIC、1 X SPI、1 X 12 bit ADC 、8-ch 16 bit PWM


此外该芯片外设资源丰富，除了本方案介绍的 Touch 模块应用以外，它拥有 1 MSPS 12b ADC，每模块拥有高达 16 路输入，为及时数据转换和存储提供快速的采样率，因此可应用于电机控制、逆变器控制等。


Kinetis KE1xZ MCU Family Block Diagram 如下：

硬件设计说明：


        基于 NXP KE16 的 MCU 评估板，板载接口包括一个RGB LED，一个6 轴数字传感器、3 轴数字角速率陀螺仪，一个环境温度传感器，以及 CAN 控制接口和电容触摸板，兼容 Arduino 接口。


产品功能框图如下：

原理图：


①KE16 & Power（3V/5V）

②板载调试电路（LPC11U35）

③外设

④Arduino 接口

PCB Layout：


①Top 层

②Bottom 层

软件设计说明：


开发环境安装：


我们使用的是 Keil uVision5（也可使用 NXP 提供的 MCU 開發環境 MCUXpresso），


MCUXpresso 下载地址：http://www.nxp.com/design/softwa ... -ide:MCUXpresso-IDE

软件 SDK：

SDK 包下载链接：http://mcuxpresso.nxp.com/en/builder
此方案建议使用 MKE16Z64 SDK 的 tsi_v5 自感应电容的例程来进行开发，路径如下图所示：

引脚配置及初始化：

定时器配置和初始化、TSI初始化：

校准处理：

扫描方式有三种：
①软件轮询扫描

②软件中断触发扫描

③硬件触发扫描

Demo 演示：
Touch 控灯：

Touch按键通过 CAN 控制从板：

► 场景应用图

► 展示版照片

► 方案方块图

► 核心技术优势
① KE1xZ 系列微控制器提供了触摸感知接口（TSI），通过感知电容变化来识别手指的触摸，具有极高的稳定性和准确性
② TSI IP 支持多达 25 个触摸感应通道，并通过超出范围或触发中断扫描将 MCU唤醒，支持超低功耗应用方案
③ 兼容 5 V 供电，EMC 性能优越
④ 免费提供硬件参考设计、软件 SDK、方案的相关代码


► 方案规格
① 两层 Layout 板，尺寸：90 X 55 mm
② 供电范围：2.7 V ～5.5 V，兼容 3.3 V和5 V 供电
③ 工作温度：-40 ℃ ～ 105 ℃
④ 支持 SWD 调试接口
⑤ 支持 CAN-BUS 通信
⑥ 支持 USB Device & USB Host
⑦ EMI：FCC 15B 3M Radiation

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