品佳集团一直致力于健康家居产品的设计和推广,本方案基于Nuvoton ML56空气净化器控制解决方案,ML56 低功耗系列集成电容式触控按键与驱动液晶显示器 (LCD) 之增强型 1T 8051 内核微控制器,内建 64 KB Flash 内存、以及 4 KB SRAM,正常运行模式典型功耗可达 100 µA/MHz,休眠模式下LCD保持显示可低至 2 µA,可以单芯片完成空气净化器的产品设计需求。
一、触摸硬件设计
1、Ref 参考焊盘
建议采用TK7或者TK14作为参考焊盘,焊盘尺寸采用1mm圆形,如放置bottom面GND网格中,需要过孔到shielding网格中间,让Shielding electrode 包覆(间距0.5mm)。
2、Shielding屏蔽电极
为了更好的灵敏度和防水性能,建议在时钟输出针处(P3.2 / P4.6 / P5.7)选择屏蔽电极通道。
触摸按键周围设计屏蔽电极,6 mil trace and 50 mil grid(12 % filling),shielding屏蔽电极与键间距至少0.5mm。如采用弹簧垫,建议弹簧内圈shielding不要铺铜,参考如下
3、触摸按键
为了提高传感器的灵敏度,建议使用10 × 10毫米的电极面积。
详细的PCB Layout设计指导如下。
二、触摸软件设计
1、打开触摸例程,NK_ML56SD或者Template都可以,选择所需TK通道和UART脚位 。
2、打开NuSenadj.exe。点击COM口,再连接上UART。再按如下步骤操作。
5、查看按键柱状图效果不错的时候,再返回去设置校验值,此时至少需要重复三次校验后,再点击Export生成校验文件TK_Data.C
6、打开刚才的那个工程,将TK_Data.C加载进去,并将校准参数定位为绝对内存地址EE80h。完成这些步骤后,就可以直接调用TK函数进行操作了。后续如果变更结构,或者触摸效果不佳时,需要重复进行校验并生成校验文件替换下即可。
7、程序上操作
►场景应用图
►产品实体图
►展示板照片
►方案方块图
►核心技术优势
目前ML51系列产品包括ML51(低功耗)、ML54(低功耗+LCD)和ML56(低功耗+LCD+Touch)等三个系列组成,ML51产品芯片支持Flash从16KB到64KB,封装从MSOP10到LQFP64,全系列产品底层驱动完成一致,所以设计中很方便从ML51切换ML54/ML56,代码无需变更,只需添加新增的功能即可。现在ML56产品已经广泛应用于家电人机、温控器、空气净化器、净水器等多个行业,并有大量量产客户。 1、 ML51(ML51、ML54、ML56)全系列产品代码上下兼容,方便移植; 2、 通过IEC/UL 60730-1 Class B STL认证; 3、 出色的防水防潮触摸功能、抗干扰功能、超低功耗技术; 4、 ML56产品集成触摸、LCD Driver和MCU功能,单芯片方案可以缩短软件开发时间和设计成本; 5、 提供免费触摸库和Nusenadj上位机软件,触摸参数调试全部通过上位机自动校验; 6、 正常运行模式功耗 100 µA/ MHz,掉电模式功耗低至 1.2 µA
►方案规格
CPU: 全静态 8 位 1T 8051 内核 CMOS 微控制器; 4 级优先级中断配置; 双数据指针 (DPTRs); 工作条件: 宽电压工作范围 1.8V 至 3.6V; 宽工作频率最高至 24 MHz; 工业级工作温度 -40 °C 至 +105 °C; 低功耗特性: 正常运行模式典型功耗 100 µA/ MHz 低功耗运行模式典型功耗 19 µA 低功耗空闲模式功耗 17 µA 掉电模式典型功耗小于 1.2 µA 掉电模式下唤醒时间为 10 µs (HIRC 运行) 内存: 64K 字节 APROM 可配置 4K/3K/2K/1K 字节 LDROM 4K 字节片上辅助 RAM(XRAM)和256 字节片上 RAM 时钟源: 24MHz 高速内部振荡器 (HIRC) ± 1 % 精度等级 (25 °C, 3.3 V) 38.4 kHz 低速内部振荡器 (LIRC) ± 1 % 精度等级 (25 °C, 3.3 V) 外置 4~24MHz(HXT) 外置 32.768 kHz (LXT) 外设: 多达 55 个GPIO,支持8 通道 GPIO 中断,并且 55 个 GPIO 均可配置为管脚中断输入脚; 两组 16 位定时/计数器 ; 两组全双工串口; 两组智能卡接口支持 ISO7816-3,可以配置成全双工 UART 模式; 两组 SPI 端口支持主机和从机模式,传输速率高达 6 Mbps; 两组 I²C 总线支持主机和从机模式,数据传输率高达 400 kpbs; 6 组,12 通道PWM,高达 16 位分辨率 两组比较器支持迟滞功能 多达14通道12 位 ADC,转换速率高达 500 Ksps; LCD 驱动: 支持内部 VLCD 可调电荷泵模式; 支持 Type-A 以及 Type-B 动态驱动波型; 支持内部电阻分压以及外挂电容; 提供 1/2, 1/3, 1/4 三种偏压可选择; 4 COM x 32 SEG, 6 COM x 30 SEG, 8 COM x 28 SEG; 触控按键: 支持多达 14 信道触控按键; 支持每一通道可独立调节灵敏度; 支持按键、滚轮、滑条设计; 强效抗ESD和EFT能力: ESD HBM 通过 7 kV; EFT > ± 4.4 kV; 闩锁测试通过 150 mA; 封装支持: LQFP44/LQFP48/LQFP64