16键或8键触摸板探测器IC
一般说明
TTP229-BSF TonTouchTM IC是电容式感应设计,专为触摸板控制而设计。该设备内置调节器,用于触摸传感器。 稳定的传感方法可以覆盖多样性条件。人机界面通过非导电介电材料控制面板链路。 主要应用是专注于更换机械开关或按钮。 ASSP可以独立处理8个触摸板或最多16个触摸板。
特征
工作电压:2.4V~5.5V
内置调节器
待机电流
在3V,睡眠模式慢采样率8Hz:
=> 16个输入键的典型值为2.5uA
=> 8个输入键的典型2.0uA
提供按选项设置8个直接键或16个直接键
仅为8种直接输入键模式设置8个独立输出
具有2线串行输出接口,均可用于8和16直接输入键模式
8个独立输出可选择输出驱动类型(CMOS / OD / OC,有效高/低)
2线串行接口可选择高电平有效或低电平有效
通过选项提供多键或单键功能
提供两种采样率,在睡眠模式下采样速率为8Hz,快速采样率为64Hz
通过引脚选项,最大键控时间约为80秒
灵敏度可通过外部电容(1~50pF)调节
上电后约有0.5秒的稳定时间,在此期间请勿触摸键盘,所有功能均被禁用
自动校准环境变化
并且重新校准周期约为4.0秒,此时所有按键在固定时间内未被激活
PIN 封装布局
引脚描述
Pin No. Pin Name Share Pin I/O Type Pin Description
1 TP3 SKMS1 I/O 触摸板输入引脚(KEY-3)
按键动作功能选项-1(单键/多键)
默认是所有单键
2 TP2 KYSEL I/O 触摸板输入引脚(KEY-2)
键编号功能选项(8键/ 16键)
默认为8键
3 NC
4 SENADJ0 I/O 触摸板TP0~3灵敏度调整公共引脚
5 TP1 I/O 触摸板输入引脚(KEY-1)
输出类型功能选项(活动高/低)
对于TPQ0~7,默认为高电平有效,对于2线串行类型(SCL和SDO),低电平有效
6 TP0 I/O 触摸板输入引脚(KEY-0)
输出类型功能选项(8键的CMOS / OD / OC)
默认为CMOS
7 TP15 I/O/OD 触摸板输入引脚(KEY-15)
8键直接输出引脚(TPQ7)
8 TP14 I/O/OD 触摸板输入引脚(KEY-14)
8键直接输出引脚(TPQ6)
9 SENADJ3 I/O 触摸板TP12~15灵敏度调整公共引脚
10 TP13 I/O/OD 触摸板输入引脚(KEY-13)
8键直接输出引脚(TPQ5)
11 TP12 I/O/OD 触摸板输入引脚(KEY-12)
8键直接输出引脚(TPQ4)
12 SDO O 2线串行输出的数据引脚,通过TP1选择低/高有效
13 SCL I 串行时钟输入引脚,用于串行类型,它可以通过TP1设置为低电平有效/高电平有效
14 SLPSENB I/O B组(TP8〜15)睡眠模式灵敏度调节引脚
15 TP11 TPQ3 I/O/OD 触摸板输入引脚(KEY-11)
8键直接输出引脚(TPQ3)
16 TP10 TPQ2 I/O/OD 触摸板输入引脚(KEY-10)
8键直接输出引脚(TPQ2)
17 SENADJ2 I/O 触摸板TP8~11灵敏度调整公共引脚
18 TP9 TPQ1 I/O/OD 触摸板输入引脚(KEY-9)
8键直接输出引脚(TPQ1)
19 TP8 TPQ0 I/O/OD 触摸板输入引脚(KEY-8)
8键直接输出引脚(TPQ0)
20 TEST I-PL 仅用于测试
21 TP7 SKSRT I/O 触摸板输入引脚(KEY-7)
最大键接通时间功能选项(无限/ 80秒)
默认是无限的
22 TP6 SLWPTM I/O 触摸板输入引脚(KEY-6)
睡眠模式采样长度功能选项(4.0 / 2.0mS)
默认值为4.0ms
23 SENADJ1 I/O 触摸板TP4~7灵敏度调整公共引脚
24 TP5 WPSCT I/O 触摸板输入引脚(KEY-5)
睡眠模式下的采样率功能选项(8Hz / 64Hz)
默认值为8Hz
25 TP4 SKMS0 I/O 触摸板输入引脚(KEY-4)
键动作功能选项-0(单键/多键)
默认是所有单键
26 VDD P 正电源
27 VSS P 负电源,接地
28 SLPSENA I/O A组(TP0~7)的睡眠模式灵敏度调节引脚
注意:引脚类型
I =>仅CMOS输入
I-PH => CMOS输入和上拉电阻
I-PL => CMOS输入和下拉电阻
O => CMOS推挽输出
I / O => CMOS I / O.
P =>电源/地
OD => CMOS开漏输出
(对于OD TPQ0~TPQ7引脚有二极管保护电路,SDA引脚没有二极管保护电路)
功能说明
1.灵敏度调整
PCB上连接线的电极尺寸和电容总负载会影响灵敏度。因此灵敏度调整必须根据PCB上的实际应用。 TTP229-BSF提供了一些调整外部灵敏度的方法。
1-1由电极尺寸决定
在其他条件下是固定的。使用更大的电极尺寸可以提高灵敏度。否则会降低灵敏度。但电极尺寸必须在有效范围内使用。
1-2按面板厚度
在其他条件下是固定的。使用更薄的面板可以提高灵敏度。否则会降低灵敏度。但面板厚度必须低于最大值。
1-3外接电容值(请参见下图1-3-1)
在其他条件下是固定的。当添加CJ0~CJ3和CJWA和CJWB的值时,将在有用范围内降低灵敏度(1pF≤CJ0~CJ3≤50pF,pF≤CJWA~CJWB≤50pF)。
当不使用任何意味着在电容器位置打开的电容器时,灵敏度最敏感。电容器CJ0~CJ3用于在操作模式下调节键的灵敏度。
电容器CJWA和CJWB用于调节睡眠模式下的唤醒灵敏度。
关于电容和控制键的关系请看下表。
电容 键组控制和调整
CJ0 K0~K3 组
CJ1 K4~K7 组
CJ2 K8~K11 组
CJ3 K12~K15 组
CJWA K0~K7 组
CJWB K8~K15 组
注意:使用电容值调整灵敏度时,建议先为K0~K15来调整电容CJ0~CJ3,然后调整电容CJWA和CJWB来改变唤醒灵敏度。
2.输入键编号选择
TTP229-BSF具有8键输入模式和16键输入模式。 这些模式通过连接到TP2(KYSEL)引脚和VSS的高阻值电阻选择。 TP2(KYSEL)引脚未使用电阻连接到VSS的默认选择是8键输入模式。 另一种是选择16键输入模式,它使用连接到VSS的高阻值电阻。
3.输出模式
TTP229-BSF具有8引脚直接输出模式和串行输出接口模式。 16键输入模式的输出仅提供串行输出接口。 8键输入模式有8种引脚直接输出和串行输出接口两种输出。 8针直接输出仅用于8键输入模式。
3-1在8引脚直接输出模式下,TTP229-BSF有两种输出类型:CMOS型输出和OD(漏极开路)型输出。这些由TP0(OPDEN)引脚选择。 CMOS类型输出默认为TP0(OPDEN)引脚不用于VSS的任何组件。当TP0(OPDEN)引脚使用连接到VSS的高阻值电阻时,选择OD型输出。
3-2选择8引脚直接CMOS输出模式时,输出通道可通过TP1(SAHL)引脚设置为高电平有效或低电平有效。 TP1(SAHL)引脚默认不使用高阻值电阻,它设置为高电平有效。当TP1(SAHL)引脚的高阻值电阻连接到VSS时,它被设置为低电平有效。
3-3在8引脚直接OD输出模式下,它具有OD1(漏极开路)或OC(开路集电极)输出模式,由TP1(SAHL)引脚选择。 TP1(SAHL)引脚有一个连接到VSS的高阻值电阻,它选择OC模式。 另一种是选择OD模式,没有电阻。 默认为OD模式。 OD模式的状态是浮动和低电平有效。 并且OC模式的状态是浮动且高电平有效。 OD和OC输出模式的结构请看下图。
注意:输出引脚在芯片中有二极管保护电路。 因此,当它选择OD或OC模式时。不建议连接使用不同电压的其他设备。 这避免了在系统中发生泄漏电流。
3-4在串行输出接口模式下,SDO引脚是数据输出引脚,SCL是时钟输入引脚,可通过TP1(SAHL)引脚设置为高电平有效和低电平有效。 默认为低电平有效,TP1(SAHL)引脚未使用电阻连接到VSS。 另一个是高电平有效,使用连接到VSS的高阻值电阻。
2线串行模式支持始终轮询系统上其他设备的数据。 或者其他器件可以等待TTP229-BSF通过SDO引脚输出数据有效(DV)信号,并且它可以将时钟信号提供给TTP229-BSF SCL引脚并从SDO引脚获取关键数据。
TTP229-BSF 2线串行接口支持SCL引脚的超时机制。 如果SCL引脚在2ms内没有信号边沿变化,则2线串行接口将自行复位并返回待机状态。
2线串行接口模式时序请看如下:
D0~D15对应于TP0~TP15的数据。
下图3-4-1 , 当TP1 = 0时,TP2 = 0:设置16键高电平有效
3-4-1 16个输入键和高电平有效的时序
3-4-2。 当TP1 = 1时,TP2 = 0:设置16键低电平有效
3-4-2 16个输入键和低电平有效的时序
3-4-3。 当TP1 = 0时,TP2 = 1:设置8键高电平有效
3-4-3 8个输入键和高电平有效的时序
3-4-4。 当TP1 = 1时,TP2 = 1:设置8键低电平有效
3-4-4 8个输入键和低电平有效的时序
图3-4-1~4的参数:
3-5 至于选择为I2C 通讯方式,需要将SLSERT 端口连接到VSS。
此模式下SDA 端口作为串行数据端口,SCL 作为串行时钟输入端口。SDA 和SCL 端口必须
通过外部电阻拉至高电平。
TTP229 的4 位鉴别码是“1010”, 设备地址由A0,A1 和A2 端口的状态确定。这三个端口具
有内部上拉电阻,可由外部设定为0。TTP229 的8 位设备地址包含4 位鉴别码,3 位地址选定
和R/W 位组成(参见表3-5-1)。
由于TTP229 IC 使用I2C 通讯协议方式输出触摸键(TP0~TP15 端口)的数据,因此TTP229 只接
受读操作R/W 位是”1” 的数据”。如果为“0”,TTP229 将不响应写操作。除此之外,TTP229
的I2C 通讯协议符合标准的I2C 通讯协议。它支持最大SCL 时钟频率为400KHz 的快速模式。
I2C 通讯方式协议如下:
总线空闲状态:当总线空闲时SDA 和SCL 保持在高电平。
起始条件:开始条件是当SCL=1 时,SDA 由1 跳转到0。(参见图3-5-2)
终止条件:停止条件是当SCL=1 时,SDA 由0 跳转到1。(参见图3-5-2)
数据有效条件:开始条件成立后,SDA pin 上的电平在SCL 为高电平期间内必须稳定。SDA pin
上的高低电平只有在SCL 线上时钟信号为低电平时可以改变。(参见图3-5-2)
回应(确认):一个ACK 信号表示成功完成数据传输。传输方(主设备或从设备)在传输八个二
进制位后释放总线。在主设备发出的第九个时钟周期接收方将SDA 线拉至低电平,以确认成功
接收数据的八个二进制位。从设备没有成功接收到数据的八个二进制位时,将不会发送ACK
信号。
在数据读取操作,从设备在传输完8 位数据后释放SDA 线,然后在第九个时钟周期监察ACK
信号。若检测到ACK 信号,从设备将继续传送下一个数据。若没有检测到ACK 信号,从设备
中止数据传送,并在回到待机模式前等待主设备发起停止条件。
从设备地址: TTP229 的鉴别码是“(1010)”。设备地址可由A2,A1 和A0 端口的状态设定。
读/写:从设备地址的最后一位(第八位)定义将进行的操作类型。如果R/W 位是“1”,将执
行读操作,如果是“0”,则执行写操作。但TTP229 只接受读操作。
读数据操作的顺序参照图3-5-1。
备注:Data_0:B7~B0对应TP0~TP7 闭合/断开状态,0为按键断开,1为按键闭合。
Data_1:B7~B0对应TP8~TP15 闭合/断开状态,0为按键断开,1为按键闭合。
图3-5-4. I2C总线上F/S模式设备的时序定义
4.按键操作模式
TTP229-BSF具有单键和多键功能。 这些功能由TP3(SKMS1)和TP4(SKMS0)引脚设置。 全部16个键可以使用一个组,或者16个键可以分为两组。 组-1包括TP0,TP1,TP2,TP3,TP8,TP9,TP10,TP11键。 第2组包括
TP4,TP5,TP6,TP7,TP12,TP13,TP14,TP15键。 如何设置功能? 请参见下表4-1:
表4-1。 TP3(SKMS1)和TP4(SKMS0)选项的功能
注意:
1. 一组:TP0~TP15。
二组:组-1 => TP0,TP1,TP2,TP3,TP8,TP9,TP10,TP11。
组2=> TP4,TP5,TP6,TP7,TP12,TP13,TP14,TP15。
2.使用8输入键模式时。 使用键为TP0~TP7。
3. TP3和TP4的选项状态,“0”状态使用连接到VSS的高值电阻,“1”状态不使用连接到VSS的电阻。
4.键检测在单键功能中确认,当有效触摸多个键时,优先级是按键扫描顺序(从TP0到TP15)。 这不是关键的触动力量。
5.睡眠模式下的唤醒采样率和采样长度TTP229-BSF在睡眠模式下有两种采样率。 这些是8Hz和64Hz。 这两个功能由TP5(SLWPTM)引脚选择。 TP5(SLWPTM)引脚使用连接到VSS的高阻值电阻,选择64Hz采样率。 另一个是8Hz未使用电阻连接到VSS。 8Hz采样是默认值。
而TTP229-BSF在睡眠模式下有两种采样长度。 它们是由TP6(WPSCT)引脚选择的4ms和2ms。 TP6(WPSCT)引脚未使用电阻连接到VSS,默认为4ms。 另外,TP6引脚使用连接到VSS的高阻值电阻为2ms。
睡眠模式下的唤醒采样时间和长度:
6.最大开机时间
如果某些物体覆盖在感应垫中,并且导致变化量足以被检测到。 为防止这种情况,TTP229-BSF设置一个计时器来监控检测。 计时器是最大键入时间。 在3V时设定约80秒。 当检测结束时,系统将返回上电初始状态,输出变为无效直到下一次检测。 该功能通过连接到TP7(SKSRT)引脚的高阻值电阻设置到VSS。 TP7(SKSRT)引脚没有电阻,设置禁用最大接通时间,然后按键动作无限,这是默认值。
另一个设置启用具有电阻器的最大接通时间。
如果系统需要使用最大接通时间使能和2线串行输出接口功能,它只使用始终轮询数据用于2线串行输出接口。
7.内置调节器
电容式感应触摸板IC需要稳定的电源。 所以TTP229-BSF内置在芯片中的稳压器。 它可以使内部电源保持稳定。 并且灵敏度检测对于芯片是正常的。
稳定的功率可以避免灵敏度异常和错误检测。
8.自动校准功能
TTP229-BSF包括完整的自动校准功能。 设备上电后,将首先校准环境的初始状态。 在持续时间内禁用所有功能,因此不要操作。 然后系统进入待机模式。 并且未检测到所有按键触摸超过约4秒,然后系统会自动重新校准。 该过程是固定和重复的。 通过实现此功能,系统可以捕捉环境变化的条件。 让系统运行正常。
9.从睡眠模式到操作模式的时序
9-1 误触发的时机
9-2 有效触发的时间
10.选项表
选项引脚 操作状态 特征 备注
TP0
(OPDEN)
TP1
(SAHL)
TP0(OPDEN) TP1(SAHL) 8个输出引脚=> CMOS输出高电平有效
2线串行接口=> CMOS输出低电平有效 默认
1 1
1 0 8个输出引脚=> CMOS输出低电平有效
2线串行接口=> CMOS输出高电平有效
0 1 8个输出引脚=> OD输出有效 - 低电平
2线串行接口=> CMOS输出低电平有效
0 0 8个输出引脚=> OC输出高电平有效
2线串行接口=> CMOS输出高电平有效
TP2
(KYSEL)
1 8输入键模式 默认
0 16输入键模式
TP3
(SKMS1)
TP4
(SKMS0)
TP3
(SKMS1)
TP4
(SKMS0)
所有单键:一组(16键) 默认
1 1
1 0 两组操作:group-1 =>单键; group-2 =>单键
0 1 两组操作:group-1 =>单键; group-2 =>多键
0 0 所有多键:一组(16键)
TP5
(WPSCT)
1 睡眠模式下唤醒的8Hz采样率 默认
0 睡眠模式下唤醒的64Hz采样率
TP6
(SLWPTM)
1 唤醒采样长度=>约4.0ms 默认
0 唤醒采样长度=>约2.0ms
TP7
(SKSRT)
1 最大开机时间禁用=>无限 默认
0 最大接通时间启用=>约80秒
注:1. 关于group-1和group-2的组合,请参见上述第4点。
2.选项状态“1”表示内部上拉(默认)。
3.选项状态“0”表示TP0~TP7引脚通过连接到VSS的高值电阻。
应用电路