電容觸摸MSP430電路與LED驅動電路設計詳解

　　MSP430 系列單片機以低功耗和外設模塊的豐富性而著稱，而針對電容觸摸應用，MSP430 的PIN RO 電容觸摸檢測方式支持IO 口直接連接檢測電極，不需要任何外圍器件，極大的簡化了電路設計，而本設計文檔中使用的MSP430G2XX5 更支持多達 32 個IO 口，可驅動24 個以上的LED 燈，達到理想的顯示效果。

　　電容觸摸實現原理

　　MSP430 根據型號的不同支持多種電容觸摸檢測方式，有RC 震蕩、比較器、PIN RO，本設計使用的是PIN RelaxaTIon Oscillator 方式，原理如圖1，芯片管腳內部檢測電路由施密特觸發器、反向器，以及一個電阻組成，震蕩信號經過施密特觸發器變成脈沖信號，再通過反向器反饋回RC 電路，通過TImer_A對施密特觸發器的輸出進行記數，再通過設置測量窗口Gate 獲得記數的結果。當手指觸摸電極，電極上的C 產生變化，導致震蕩頻率改變，這樣在定長的測量窗口就能獲得不同的記數結果，一旦差值超過門限，結合一定的濾波算法判斷就可以觸發觸摸事件。

　　圖 1 PIN RO 原理圖

　　電路設計

　　原理圖設計如圖 4， MCU 通過一個5V 轉3.3V 的LDO 給VCC 供電，使用LDO 的目的是為了保證電源的穩定，讓觸摸電路在檢測信號時不會因為電源的噪聲產生過大的信號偏差。電極上串的電阻作為ESD 保護器件，如果在產品結構設計合理的情況下可以省去。電路中預留了UART 口與主控系統通訊。

　　圖 5 MCU 電路

　　LED 驅動部分電路如圖 5， 由于每一個LED 的電流在10mA 左右，24 個LED 如果同時亮就有240mA，無法通過MCU IO 口直接驅動，在每個LED 上加一個三極管以及限流電阻，實現24路LED 的控制。

　　圖 6 LED 驅動電路

　　文介紹了使用MSP430G 系列單芯片實現電容觸摸轉輪和24 路獨立PWM 輸出LED 控制方案，在一些需要低成本的產品設計，又要對多種LED 特效控制的場合，有很大的使用價值。