触摸控制是怎么实现的？电容式触摸感应原理详解一看就懂

在我们的日常生活中，触摸控制、触摸开关、触摸按键无处不在。手机屏是触摸操控的。电磁炉、抽油烟机、微波炉等等的电器都用上了触摸按键。使用触摸按键可以很好的提升电子产品的操控体验。由于传统的机械开关需要有触点的机械接触导通来工作。时间长了触点就会失灵，特别是在油、烟、尘、水比较多的恶劣环境。

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触摸感应的原理是什么样的呢？怎么样实现触摸控制的呢？欢迎大家留言讨论哦。

触摸感应主要分为：

• 电容式触摸感应
• 电阻式触摸感应
• 电感式触摸感应
• 光电式触摸感应

目前应用最广泛的是电容式触摸感应，下面就给大家揭开电容式触摸感应的面纱。电容式触摸感应顾名思义就是需要电容。电容有什么作用呢？电容可以存储电荷。其实电容式触摸感应就是利用电容存储电荷和电荷可以转移原理来实现的。

首先先分析一下电荷转移是一个怎么样的过程

电荷转移过程示意图如下：

电荷转移过程示意图

说得简单一点就是：电荷通过导体从高电势的一端运动到低电势的一端，最终达到平衡。

电荷转移的过程如下图：

电荷转移的过程

当了解了电荷转移原理，就可以通过电荷转移获得电容值了

1. 利用电容存储电荷的特性
2. 通过电极上的待测电容Cx向采样电容Cs充电
3. 然后通过上面所说的电荷转移过程，重复步骤3~6进行电荷转移，直到I/O检测到采样电容Cs变为高电平。因为采样电容Cs是固定已知的，所以通过计算电荷转移过程的次数就可以测出待测电容的大小了，当然电荷转移过程中的模拟开关是硬件做在I/O里面的。

当我们知道怎么测出待测电容后，就可以进行电容式触摸感应检测了。

• 当电极没有被触摸时，电荷转移的次数基本上是稳定的

电荷转移的次数稳定

• 当电极被触摸时，因为人体也是一个电容，人体电容对电极电容Cx的影响（Cx变大），电荷转移的次数就变少了。这时候你明白为什么戴上手套就没法操作手机了吧？

电荷转移的次数变少

现在市场上的各种品牌的单片机基本上都有带电容触摸功能的系列，触摸功能都是硬件实现，并提供软件库给开发工程师使用的。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来搭建触摸检测电路来做电容触摸感应检测。

市场上也有很多电容触摸感应的专用IC可选用，基本不用连接外围元件，直接可以将电容触摸感应转换成电平信号，非常好用。

电容感应按键原理图

当然电容触摸感应也有它的缺点。水、油这些东西对它有很大的影响，用非导体或者戴上手套进行接触没反应了。电容触摸感应按键在PCB布线上也是有很多注意事项和要求的，实现电容触摸感应很容易，但要做出稳定、可靠的电容触摸感应按键还是要有点技术要求的。

后面本头条号@电子产品设计方案会持续分享电容触摸感应PCB布线的经验和其它各种触摸感应的原理和方案。请大家记得时刻关注哦。