瑞萨电容式触摸感应技术原理之互容式触摸原理（2）

设计人员所面临的挑战是，由于已经有了智能手机体验，用户期待这些产品能有同样高性能的触控用户界面。如果触控界面对输入响应延迟太长、无法对多次触摸做出一致的响应、或者被触控界面上的水干扰，无疑会让用户对设备的信任大打折扣。

为应对这一挑战，瑞萨电子推出了RL78/G23、RX140、RX130、RA2L1、RA2E1等多个入门级系列通用MCU，它们通过硬件实现了第二代瑞萨电容式触摸感应技术（简称CTSU2）。

CTSU2除了支持Button、Slider、Wheel等传统的触摸方式之外，还能够执行触控界面的接近式传感、快速并行扫描、自动扫描、多电极连接，从而实现触摸板、3D手势识别等高级应用。

瑞萨电容式触摸感应技术原理之自容式触摸原理（1）

下面简要介绍瑞萨电容式触摸感应技术CTSU2的互容式检测原理

互容式概述

互电容方式中的按键电极具有优异的防水性能、支持矩阵结构，以及许多其他自电容所不具备的功能。然而，互电容需要复杂的按键电极配置和布线，使得灵敏度调节难以实现。设计布局图案时，必须考虑每种方式的优缺点。此外，与自电容方式不同，当面板厚度低于指定水平时，灵敏度会降低。在确定面板厚度时，设计人员必须仔细考虑按键电极配置。

图1-1所示为电极中产生的互电容。互电容方式的特性是两个不同导体之间会产生寄生电容Cm。互电容式按键包括连接到电容传感器的两个电极，即接收器电极RX和发射器电极TX。Tx受到脉冲驱动时会产生电场，电荷也在Cm中积累。当手指接近电极时，手指与电极之间会产生寄生电容Cf，Cm和Cf并联。由于Tx的驱动能量是恒定的，因此电荷量不会改变。因此，Cm和Cf上的电荷消除后，Cm电荷也会减少。通过设置Cf增加量的阈值，可以确定触摸按键是处于“打开”还是“关闭”状态。请注意，如果手指直接接触电极，则会导致电极短路，并且无法再测量电容。通常，电极和手指之间有几毫米厚的覆盖面板。

图1-1 互电容电极示意图

CTSU互电容方式检测原理

图2-1所示为互电容方式的CTSU内部配置概览。CTSU输出与连接到电极的Rx和Tx的互电容成反比的数字计数，并通过软件判断触摸按键是处于“打开”还是“关闭”状态。为测量所连接的两个电极上存在的电容Cm，CTSU通过反转脉冲输出和开关电容之间的相位关系来获得Cm，同时测量两次自电容，然后通过软件计算两个值的差值。

图2-1 互电容方式的内部配置概览