1. 文档基础信息
本应用笔记文档编号AN1090,版本 V1.1,珠海极海半导体发布。文档以APM32F051R8作为示例芯片,完整介绍 TSC(Touch sensing controller)触摸传感控制器外设,包含硬件电路、PCB 布线、软件驱动库、按键 / 线性 / 旋转触摸实现、抗干扰机制、测试例程。
文档 V1.1 版本新增硬件设计建议、软件参数配置案例,提升系统传导骚扰抗扰能力。
资料获取:AN1090_APM32_TSC_应用笔记
2. TSC 模块基础定义与核心术语
文档定义关键术语(节选)
| 术语 | 释义 |
|---|---|
| TSC | 触摸传感控制外设 |
| Cs | 采样电容 |
| Cx | 传感器电极待测电容 |
| Channel | 触摸采集通道,对应硬件 GPIO 引脚 |
| Block | 块,同一时刻同步采集的一组通道 |
| Object | 触摸传感器对象,包含按键、线性、旋转传感器 |
| DTO | 检测超时机制,防止液体误触 |
| DXS | 检测排除机制,抑制多传感器互相干扰误触发 |
| ECS | 环境优化系统,补偿温湿度、电源变化带来基线漂移 |
3. TSC 硬件模块核心能力与通道资源
TSC 采用每 3 个感应通道搭配 1 个采样电容 Cs的硬件架构,降低外围器件开销。APM32F051 不同封装 I/O 组可用通道数量存在差异:
| 封装型号 | G1 | G2 | G3 | G4 | G5 | G6 | 总通道数 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| APM32F051Rx | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 18 |
| APM32F051Cx | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 3 | 17 |
| APM32F051KxT | 3 | 3 | 1 | 3 | 3 | 0 | 13 |
| APM32F051KxU | 3 | 3 | 2 | 3 | 3 | 0 | 14 |
硬件关键特性:
- 每组 I/O 配置独立计数器记录电荷转移测量值;
- 采样电容引脚、采集通道均可软件配置;
- 支持测量完成、最大次数溢出 DTO 中断输出;
- 原生支持触摸按键、线性滑条、旋转旋钮三类触摸对象;
- 硬件配合软件实现 DXS、ECS、Filter 噪声滤波整套抗干扰能力。
4. 电荷转移触摸检测基础原理
TSC 采用电荷转移采样原理:
- 传感器电极待测电容 Cx 向片外采样电容 Cs 进行电荷转移;
- 片内 GPIO 模拟开关完成充放电切换,重复电荷转移;
- 当 Cs 电压达到 GPIO 输入门限,统计一共执行多少次电荷转移;
- 人手触摸电极,人体电容 Cr 并入回路,待测总电容增大,达到门限所需要的转移次数减少,测量 Meas 数值下降;
- 当测量差值 Delta 低于设定阈值,判定发生触摸动作。
核心现象:触摸发生,测量计数值变小;无触摸,计数值偏大。
5. TSC 模块面向落地业务应用场景
TSC 为 MCU 片上外设,不需要外接专用触摸 IC,适合各类电容触摸人机交互产品:
提示:TSC 性能受 PCB 布局、介质面板材料、电源质量影响,量产产品必须完成硬件调参、EMC 抗扰验证。
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