PDF《支持四个 CapSense® 按键的控制器》

CY8CMBR2044 支持四个 CapSense? 按键的控制器 赛普拉斯半导体公司 ?

198 Champion Court ? San Jose, CA 95134-1709 ? 408-943-2600 文档编号:001-93002 版本 ** 修订日期 December 18,

2014 支持四个 CapSense? 按键的控制器 特性 电容式按键控制器简单易用 ? 通过硬件短接可以配置四个按键解决方案 ? 无需软件工具或编程 ? 四个通用输出 (GPO) ? GPIO 链接到 CapSense? 按键 ? GPO 支持直接 LED 驱动功能 强大的降噪性能 ? 降低外部辐射和噪声的能力得到加强 ? 低噪声辐射 SmartSense? 自动调试 ? 节省调试器件的时间和精力 ? CapSense 参数在运行时动态设置 ? 即使在某个噪声环境中,仍然保持最佳的按键性能 ? 寄生电容 CP 的工作范围 (5 pF C

40 pF) 对CapSense 按键进行的系统诊断 ― 在器件上电时报告错误 ? 按键短路接地 ? 按键短路连接 VDD ? 按键与按键短接 ? 调制器电容的错误值 (CMOD) ? 超出范围的寄生电容 (CP) 高级功能 ? GPO 的ON/OFF 切换性能 ? 侧翼传感器抑制 (FSS)功能,能够在间距紧密按键上实现 稳定的采样 ? 按键释放后可配置 LED 处于 ON 状态的时间 ? 如果触摸时间过长,则按键会输出复位 ? 用户控制的按键扫描速率 ? 串行调试数据输出 ? 简化生产线测试和系统调试的流程 宽广的工作电压范围 ? 1.

71 V 到5.5 V ― 适用于稳压和非稳压的电池应用 低功耗 ? 运行模式下的供电电流仅为每个按键

15 ?A[1] ? 深度睡眠电流:100 ?A 工业级温度范围:C40 °C 到+85 °C

16 焊盘四侧无引脚扁平 (QFN)封装 (3 mm *

3 mm * 0.6 mm) 概述 CY8CMBR2044 提供了一些新的性能,从而即能节省时间和金 钱,又能快速使能您设计中电容式触摸感应的用户界面.该控制 器是一个硬件可配置的器件,它不需要任何软件工具或代码.该 器件支持 Cypress 革命性的 SmartSense? 自动调试算法.在开 发和大量的生产过程中,如果使用了 SmartSense? 自动调试算 法,则不再需要手动调试用户接口.这样不但能加快批量生产的 时间,节省工程时间和测试时间,而且还可以提高成品率. CY8CMBR2044 CapSense控制器支持多达四个电容式触摸传感 按键和四个通用输出(GPO) .GPO 是一个低电平有效的输出, 它由 CapSense 输入直接控制,从而成为众多消费者、工业级和 医疗应用的理想选择. 在1.71 V 到5.5 V 的工作电压范围内可以 使用非稳压电池,从而降低组件成本.也可以将类似的器件使用 到其他应用中,并由不同的电源供电 (包括低功耗电源) . 在运行模式和深度睡眠模式下,该器件均支持超低功耗操作,从 而可延长电池的使用寿命.此外,该器件还支持多种高级性能, 从而可以增强最终解决方案的坚固性和用户界面.主要的高级性 能包括抗噪能力和 FSS.抗噪能力提高了器件对辐射和传导噪声 (如音频和射频 (RF)噪声)的抗噪能力. FSS 能够为距离紧 密的按键提供强大的感应功能. FSS 是小外形应用的关键要求. 串行调试数据输出提供设计的关键信息,如按键 Cp 和信噪比 (SNR) ,这些信息有助于进行线测试. 注释: 1. 在下面条件下计算功耗:触摸时间为 1.7%,扫描速率为

500 ms 以及每个传感器的 CP 值小于

19 pF. CY8CMBR2044 文档编号:001-93002 版本 ** 页2/28 目录 引脚分布

3 典型电路

4 原理图 1:包含

4 个按键和

4 个LED 以及已使能的自动复 位功能

4 原理图 2:包含连接至主设备的

3 个按键、

3 个LED 和2个输出以及已使能的高级功能

5 配置 CY8CMBR2044

6 器件功能

6 CapSense 按键

6 SmartSense 自动调试

6 通用输出

6 ON/OFF 切换

7 侧翼传感器抑制 (FSS)7 LED ON 保持时间

7 按键自动复位

8 系统诊断.9 串行调试数据

10 功耗和器件工作模式

12 用于使能高级功能的额外组件

14 响应时间

14 布局指南和最佳实践

15 CapSense 按键形状

16 按键布局设计

16 推荐过孔布置

16 带有四个 CapSense 按键和四个 LED 的PCB 布局设计示 例17 电气规范

18 最大绝对额定值

18 工作温度

18 直流电气特性

19 交流电气规范

21 CapSense 规范

21 订购信息

22 订购代码定义

22 封装图

23 封装信息

23 附录

24 缩略语

26 文档规范

26 测量单位

26 文档修订记录页

27 销售、解决方案和法律信息

28 全球销售和设计支持

28 产品

28 PSoC? 解决方案

28 赛普拉斯开发者社区

28 技术支持

28 CY8CMBR2044 文档编号:001-93002 版本 ** 页3/28 引脚分布 表1. 引脚图及定义 ― CY8CMBR2044 引脚 标签 类型 [2] 说明 若未使用

1 GPO1 DO 由CS1 激活的 GPO 保持为 开路状态

2 GPO0 DO 由CS0 激活的 GPO 保持为 开路状态

3 Toggle/ FSS AI 控制 FSS 和ON/OFF 切换功能 接地

4 Delay AI 控制 LED ON 时间.有关详细 信息,请参考 第6页上的表

2 接地

5 CS0 AIO CapSense 输入,控制了 GPO0 或串行调试数据输出 接地

6 CS1 AIO CapSense 输入,控制了 GPO1 或串行调试数据输出 接地

7 VSS P 接地

8 CS2 AIO CapSense 输入,控制了 GPO2 或串行调试数据输出 接地

9 ARST AIDO 控制按键的自动复位 保持为 开路状态

10 CS3 AIO CapSense 输入,控制了 GPO3 或串行调试数据输出 接地

11 XRES DI 用于器件复位,且分为高电平有 效输入并带有内部下拉电阻 保持为 开路状态

12 ScanRate/ Sleep AI 控制扫描速率和深度睡眠 接地

13 VDD P 电源

14 GPO3 DO 由CS3 激活的 GPO 保持为 开路状态

15 CMOD AI 外部调制电容,将一个 2.2 nF 的电容 (±10%)接地

16 GPO2 DO 由CS2 激活的 GPO 保持为 开路状态 QFN (Top View) GPO1 Toggle/FSS Delay CS0

1 2

3 4

11 10

9 16

15 14

13 CMOD GPO3 V DD ScanRate/Sleep CS1 CS2 ARST GPO0 CS3 XRES GPO2 V SS

12 5

6 7

8 注释: 2. AI ― 模拟输入, AIO ― 模拟输入 / 输出, AIDO ― 模拟输入 / 数字输出, DI ― 数字输入, DO ― 数字输出, P ― 电源 CY8CMBR2044 文档编号:001-93002 版本 ** 页4/28 典型电路 原理图 1:包含

4 个按键和

4 个LED 以及已使能的自动复位功能 在上述原理图中,配置该器件以支持: CS0 - CS3 引脚:通过

560 ? 的电阻连接至 CapSense 按键 ? 四个 CapSense 按键 (CS0CCS3) GPO0 C GPO3 引脚:通过 LED 和560 ? 的电阻连接至 VDD ? CapSense 按键驱动四个 LED (GPO0CGPO3) CMOD 引脚:通过 2.2 nF 的电容接地 ? 调制器电容 XRES 引脚:悬空 ? 用于外部复位 Toggle (切换) /FSS 引脚:接地 ? 禁用 Toggle ON/OFF ? FSS 被禁用 ARST 引脚:通过

5 k? 的电阻接地 ? 已使能的按键自动复位,使能时间为

20 秒Delay (延迟)引脚:接地 ? LED ON Time (LED 点亮时间)被禁用 ScanRate/Sleep (扫描速率 / 睡眠)引脚:接地 ? 用户配置扫描周期为

20 ms 连接 R9 或R12 上的 5.6 k? 电阻便能够使能串行调试数据输出. ? VDD LED

2 D4 LED R

4 560 E L ED

3 D

3 LED R

3 560 E VDD C1 10uF C S3 CS0

1 R

7 560 E C S1 R8 560E C S1

1 VD D VDD R12 0E TP2 C S2 XR ES VD D C

3 0. 1uF LED

1 D

1 LED LED

0 R

1 560 E D

2 LED R

2 560 E VDD U

5 C Y 8C MBR20

44 GPO1

1 GPO0

2 Tog gle /FSS

3 D elay

4 C S0

5 CS1

6 VSS

7 CS2

8 AR ST

9 C S3

10 XRES

11 Scanrate/ Sleep

12 VDD

13 G PO3

14 CM OD

15 G PO2

16 C2 2.2n F R9 0E C S0 R

6 5 K(10% ) R

10 560E C S2

1 R1

1 560E CS3

1 TP1 ARST CY8CMBR2044 文档编号:001-93002 版本 ** 页5/28 原理图 2:包含连接至主设备的

3 个按键、

3 个LED 和2个输出以及已使能的高级功能 在上述的原理图中,对该器件进行配置以支持: CS0CCS2 引脚 : 通过

560 ? 电阻连接至 CapSense 按键;

CS3 引脚:接地 ? 三个 CapSense 按键 (CS0CCS2) ? 在设计中没有使用 CS3 GPO0CGPO2 引脚:通过将 LED 和560 ? 电阻连接至 VDD、 GPO3 悬空、 GPO0CGPO1 引脚连接至主设备 ? CapSense 按键驱动

3 个LED (GPO0CGPO2) ? GPO

0、 GPO1 引脚被连接到主设备, 使主设备能够直接读取 状态 CMOD 引脚:通过 2.2 nF 的电容接地 ? 调制器电容 XRES 引脚:悬空 ? 用于外部复位 Toggle/FSS 引脚:通过一个 5.1 k? 的电阻接地 ? 禁用 Toggle ON/OFF ? FSS 被使能 ARST 引脚:通过

5 k? 的电阻接地 ? 使能按键自动复位,自动复位周期为

20 秒Delay 引脚:通过

4 k? 电阻接地 ? LED 保持 ON 状态的时间为

1000 ms ScanRate/Sleep 引脚:通过

560 ? 的电阻将其连接至主设备 ? 用户配置扫描速率为

30 ms ? 主设备用于控制器件的工作模式 连接 R11 上的 5.6 k? 电阻就可以使能串行调试数据输出. ? R

9 560E VDD VD D XR ES LED0 LED1 C2 2.2nF GPO

3 ARST R6 5K( 10%) R4 5.1K(5%) D3 LED R10 560E LED2 R5 4K(1%) VD D R

11 0E R2 560E(1%) SCAN TO MASTER TO MASTER TO MASTER U5 C Y 8CMBR2044 GPO1

1 GPO0

2 Tog gle/ FSS

3 Delay

4 C S0

5 CS1

6 VSS

7 CS2

8 ARST

9 CS3

10 XRES

11 Scanrate/ Sleep

12 VDD

13 GPO

3 14 CM OD

15 G PO2

16 D1 LED R1 560E D2 LED VDD R3 560E TP1 VDD C

3 0. 1uF VD D C

1 10uF CS0 C S0

1 R7 560E C S1 R8 560E C S1

1 C S2

1 C S2 CY8CMBR2044 文档编号:001-93002 版本 ** 页6/28 配置 CY8CMBR2044 通过使用外部电阻可以配置 CY8CMBR2044 器件的性能. 上电时,该器件将读取硬件可配置引脚上的电阻状态. 附录使用不同的外部电阻配置提供已使能的性能矩阵. 请参考 CY8CMBR2044 设计指南,以更加了解您设计所需的设 置. 器件功能 CapSense 按键 该器件可支持最多四个 CapSense 按键 将CSx 引脚接地,可禁用 CapSense 输入 为了使 CapSense 正常操作,应在 CMOD 引脚上连接 2.2 nF (+10%)电容 同时,每个按键的寄生电容 (CP)必须小于

40 pF SmartSense 自动调试 该器件支持 CapSense 参数的自动调试 无需任何手动调试;

该器件可自动调试所有参数 弥补印刷电路板的差异、 器件的工艺变化以及 PCB 供应商的变 更 确保用户界面设计的便携性 通用输出 GPOx 由相应的 CSx 控制 GPOx 引脚输出处于强驱动模式 [3] 低电平有效输出 ― 支持灌电流配置 如果CSx被禁用 (接地) , 那么相应的GPOx必须处于悬空状态 器件加电175 ms后, 会在GPOx上发送一个5 ms时长的低电平 有效脉冲,然后如果 CSx 执行诊断系统失败,会将该脉冲设置 为逻辑高电平. 在深度睡眠功耗模式下,GPOx 引脚输出处于强驱动模式且为 逻辑高电平. GPOx 引脚输出处于强驱动模式,并且会根据........