用于蓝牙门锁的电容式触摸按键设计方案

电容式触摸按键较传统机械按键寿命长、成本低，具有结构简单、外形美观、耐磨损等优点，已逐渐成为智能门锁等无线触摸应用的主流解决方案。 基于青稞RISC-V内核的CH583/2蓝牙SoC集成新一代触摸按键，配套触摸按键库，支持驱动屏蔽功能。驱动屏蔽技术可在不增加产品成本的情况下有效提高touch-key在长走线、密集走线等紧凑布线场景下的灵敏度，在缩小按键面积的同时显著提升触摸按键的稳定性和可靠性。配套提供的触摸按键库可与蓝牙库同时运行，支持多种无线应用场景。  

    方案示意图    

以CH582设计常见12键触摸键盘为例，CH582支持14通道触摸按键，设置通道0为驱动屏蔽引脚，其余13个通道中，12路通道分别对应12个触摸按键，剩余1路可做电池电压检测。

方案实物图

方案实物图

方案使用两层结构，两板叠层组装。顶板为12通道触摸PAD，其上布置不超过3mm的亚克力板，PAD开槽预留背光LED孔位；底板通过12颗LED灯珠提供背光，同时承载低功耗蓝牙芯片CH582及其射频天线。在传统触摸检测方式中，长走线或密集走线会增加按键回路寄生电容，导致按键灵敏度下降。本方案使用CH582的驱动屏蔽引脚环绕输入回路实现驱动屏蔽，可显著降低寄生参数对灵敏度的影响，提升按键检测性能。         

实测驱动屏蔽技术有益效果

Demo板上电，单指轻触亚克力任一按键，计算按键信号采样值与基线的差值。以按键数字3为例，传统模式下（关闭驱动屏蔽），差值约61，启用驱动屏蔽后，差值提升至152，信号显著增强。    

开启驱动屏蔽功能

关闭驱动屏蔽功能(即传统方式)

低功耗助力设备续航时长

Demo板所用CH582片上集成DC-DC，使能后可进一步降低系统功耗。扫描间隔为0.5秒时，实测平均待机功耗仅约15uA。    

方案原理图

沁恒研究电容式触摸按键多年，技术迭代成熟，按键功能已大量集成于CH32V203、32F103系列通用MCU及CH583、CH582、CH573、CH32V208等低功耗蓝牙SoC芯片产品，部分芯片配套触摸按键库，可加速相关应用开发。

编辑：黄飞