在我們的日常生活中，觸摸控制、觸摸開關(guān)、觸摸按鍵無處不在。手機(jī)屏是觸摸操控的。電磁爐、抽油煙機(jī)、微波爐等等的電器都用上了觸摸按鍵。使用觸摸按鍵可以很好的提升電子產(chǎn)品的操控體驗。由于傳統(tǒng)的機(jī)械開關(guān)需要有觸點的機(jī)械接觸導(dǎo)通來工作。時間長了觸點就會失靈，特別是在油、煙、塵、水比較多的惡劣環(huán)境。

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觸摸感應(yīng)的原理是什么樣的呢？怎么樣實現(xiàn)觸摸控制的呢？歡迎大家留言討論哦。

觸摸感應(yīng)主要分為：

• 電容式觸摸感應(yīng)
• 電阻式觸摸感應(yīng)
• 電感式觸摸感應(yīng)
• 光電式觸摸感應(yīng)

目前應(yīng)用最廣泛的是電容式觸摸感應(yīng)，下面就給大家揭開電容式觸摸感應(yīng)的面紗。電容式觸摸感應(yīng)顧名思義就是需要電容。電容有什么作用呢？電容可以存儲電荷。其實電容式觸摸感應(yīng)就是利用電容存儲電荷和電荷可以轉(zhuǎn)移原理來實現(xiàn)的。

首先先分析一下電荷轉(zhuǎn)移是一個怎么樣的過程

電荷轉(zhuǎn)移過程示意圖如下：

電荷轉(zhuǎn)移過程示意圖

說得簡單一點就是：電荷通過導(dǎo)體從高電勢的一端運動到低電勢的一端，最終達(dá)到平衡。

電荷轉(zhuǎn)移的過程如下圖：

電荷轉(zhuǎn)移的過程

當(dāng)了解了電荷轉(zhuǎn)移原理，就可以通過電荷轉(zhuǎn)移獲得電容值了

1. 利用電容存儲電荷的特性
2. 通過電極上的待測電容Cx向采樣電容Cs充電
3. 然后通過上面所說的電荷轉(zhuǎn)移過程，重復(fù)步驟3~6進(jìn)行電荷轉(zhuǎn)移，直到I/O檢測到采樣電容Cs變?yōu)楦唠娖?。因為采樣電容Cs是固定已知的，所以通過計算電荷轉(zhuǎn)移過程的次數(shù)就可以測出待測電容的大小了，當(dāng)然電荷轉(zhuǎn)移過程中的模擬開關(guān)是硬件做在I/O里面的。

當(dāng)我們知道怎么測出待測電容后，就可以進(jìn)行電容式觸摸感應(yīng)檢測了。

• 當(dāng)電極沒有被觸摸時，電荷轉(zhuǎn)移的次數(shù)基本上是穩(wěn)定的

電荷轉(zhuǎn)移的次數(shù)穩(wěn)定

• 當(dāng)電極被觸摸時，因為人體也是一個電容，人體電容對電極電容Cx的影響（Cx變大），電荷轉(zhuǎn)移的次數(shù)就變少了。這時候你明白為什么戴上手套就沒法操作手機(jī)了吧？

電荷轉(zhuǎn)移的次數(shù)變少

現(xiàn)在市場上的各種品牌的單片機(jī)基本上都有帶電容觸摸功能的系列，觸摸功能都是硬件實現(xiàn)，并提供軟件庫給開發(fā)工程師使用的。所以大家了解明白基本原理就可以了，也不需要自行用I/O來搭建觸摸檢測電路來做電容觸摸感應(yīng)檢測。

市場上也有很多電容觸摸感應(yīng)的專用IC可選用，基本不用連接外圍元件，直接可以將電容觸摸感應(yīng)轉(zhuǎn)換成電平信號，非常好用。

電容感應(yīng)按鍵原理圖

當(dāng)然電容觸摸感應(yīng)也有它的缺點。水、油這些東西對它有很大的影響，用非導(dǎo)體或者戴上手套進(jìn)行接觸沒反應(yīng)了。電容觸摸感應(yīng)按鍵在PCB布線上也是有很多注意事項和要求的，實現(xiàn)電容觸摸感應(yīng)很容易，但要做出穩(wěn)定、可靠的電容觸摸感應(yīng)按鍵還是要有點技術(shù)要求的。

后面本頭條號@電子產(chǎn)品設(shè)計方案會持續(xù)分享電容觸摸感應(yīng)PCB布線的經(jīng)驗和其它各種觸摸感應(yīng)的原理和方案。請大家記得時刻關(guān)注哦。