調(diào)整傳感器
每次調(diào)用上列程序中的調(diào)用函數(shù)CSR_1_Start()時,均對Button1的電容進行測量。原始計數(shù)值被存儲于CSR_1_iaSwResult[ ]陣列中。用戶模塊還跟蹤一個用于原始計數(shù)的基線。每個按鍵的基線值均為一個由軟件中的IIR濾波器進行周期性計算的平均原始計數(shù)值。IIR濾波器的更新速率是可編程的?;€使得系統(tǒng)能夠適應(yīng)于由于溫度和其它環(huán)境影響而引起的系統(tǒng)中的漂移。
開關(guān)差分陣列CSR_1_iaSwDiff[ ]包含消除了基線偏移的原始計數(shù)值。利用開關(guān)差值來決定按鍵目前的開/關(guān)狀態(tài)。這可使系統(tǒng)的性能保持恒定,即便在基線有可能隨著時間的推移而發(fā)生漂移的情況下也是如此。
圖6顯示了固件中實現(xiàn)的差分計數(shù)與按鍵狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移函數(shù)。
圖6:差分計數(shù)與按鍵狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移函數(shù)。(online)
該轉(zhuǎn)移函數(shù)中的遲滯提供了開關(guān)狀態(tài)之間的干凈利落的轉(zhuǎn)換,即使計數(shù)是有噪聲的情況下也不例外。這也為按鍵提供了一種反跳功能。低門限被稱為“噪聲門限”,而高門限則被稱為“手指門限”。門限水平的設(shè)定決定了系統(tǒng)的性能。當(dāng)覆蓋層非常厚時,信噪比很低。在此類系統(tǒng)中設(shè)定門限水平是一項具有挑戰(zhàn)性的工作,而這恰好是電容式傳感設(shè)計技巧的一部分。
圖7顯示了一個持續(xù)時間為3秒的按鍵觸壓操作的理想原始計數(shù)波形。
圖7:把門限水平繪制在一個去除了基線的原始計數(shù)圖上
同時還給出了門限值。噪聲門限被設(shè)定的計數(shù)值為10,而手指門限設(shè)定的計數(shù)值則為60。實際上,在實際計數(shù)數(shù)據(jù)中始終存在噪聲分量,圖中并未顯示,以便能清晰地顯示門限水平。
部分調(diào)整過程還包括選擇電流源DAC的電平以及設(shè)置用于計數(shù)累加的振蕩器周期數(shù)。在固件中,函數(shù)CSR_1_SetDacCurrent(200, 0)把電流源設(shè)定在其低電流范圍內(nèi),數(shù)值為200(最高255),大約對應(yīng)于14μA。函數(shù)CSR_1_SetScanSpeed(255)把振蕩器周期數(shù)設(shè)定為253(255-2)。原始計數(shù)和差分計數(shù)的分析表明:該系統(tǒng)的寄生引線電容CP約為15pF而手指電容CF約為0.5pF??梢姡种鸽娙菔箍傠娙莓a(chǎn)生了約3%的變化。對于每個按鍵,每個原始計數(shù)值的采集所需要的時間僅為500μs。
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