使用电容和红外线接近感应开发新一代人机界面
来源： 作者： 发布时间：2016-03-07 16:43:04 浏览量：
图1：硬件实现的CDC提供高性能、16位精度、高可靠性和DC偏移抑制—无需外部组件
F99x MCU的1塑封电感器6位CDC具有高可靠性和准确性。通过执行两阶段外部电容放电，CDC能够消除放电过程中传入的环境噪声。相比之下，其他方法需要额外的外部元件（例如串联电阻等）和一个以上I/O/每通道（因而增加了MCU尺寸和布线难度）。
CDC的动态范围通过使用可调增益得到进一步提升。同时，动态范围也通过以下方式得到增强：减少源电流以改变充电时间；当源电流和串联阻抗都很 高时（例如当使用触摸面板或ESD保护电容按盘时）更直接反映电容传感器电压。更高灵敏度为开发人员提供更大的信号冗余度，允许他们使用较厚的塑料、更小 的电极，即使在嘈杂环境中仍能确保操作可靠性。 CDC也可使用引脚监视功能动态调整转换时间，消除附近引脚上高电流开关转换所带来的干扰。总之，CDC具有极好的信噪比（SNR），在典型的电容感应实 现中SNR为50-100。
无与伦比的系统响应性
接近传感采用了红外线感应器和一个或更多的红外发光二极管（LED）。其基本工作原理是通过照亮物体，然后测量反射光的强度。所需LED的数量 取决于应用以及是否需要三维信息。例如，纸巾分配传感器，只需要一个LED来检测是否有人站在分配器前。为了检测左/右或上/下的手势，需要两个LED。 为了支持三维导航，需要三个LED。在每一种情况下，只需一个物理传感器。然而，每个附加的传感器增加了识别来自每个LED信号强度的所需处理，并且可利 用三角定位方法判断被检测对象的位置。
处理也需要过滤接收信号中的噪声（即背景光）。处理器或嵌入式控制器越强大，所能获得的采样值就越多，过滤效果也就越好。增加采样率提高了系统的分辨率，同时更好的过滤也提高了准确性。快速采样和高精度过滤需要一个稳健的接口，开发人员必须权衡每一种方法来优化其应用。
通常情况下，与低灵敏度光电二极管相关的是扩展采集时间，允许光源（例如荧光灯）闪烁降低精度。Silicon Labs高灵敏度的光电二极管技术 — 10余年来电感厂家已在行业得到验证 — 具有良好的抗电磁干扰（EMI）和抗闪烁特性，且能可靠检测高达50厘米远的物体，而无需使用外部镜头或过滤器。基于稳健的光电二极管技术，Si11xx 传感器系列产品可以选择集成环境光传感器。
接近感应子系统的功耗主要是红外线发光二极管（LED）。Silicon Labs的QuickSense™开发环境可协助开发者定义配置参数，优化精度、检测范围和功耗。例如，高级控制能力允许开发人员为特定应用和检测范围动 态调整LED电流。对于超低功耗操作，绕行电感开发者能够使用创新的单脉冲接近感应最小化LED打开时间，可以使功耗效率最大提高4000倍，如图2所示。
图2：QuickSense MCU具有创新的单脉冲接近传感，最小化LED打开时间，
功耗效率最大提高4000倍
降低系统功耗
现在，人们对绿色、节能型电器日益关注。不仅是便携式电器，所有电器设备都开始考虑将节能环保理念应用于设计中。高效低功耗策略之一是最小化 C贴片电感PU运行时间，最大化系统内尽可能多组件的休眠时间。通过采用下列机制，Silicon Labs降低了电容触摸感应MCU的整体系统功耗 ：
背景扫描：即使CPU处于节能挂起模式时，由于CDC采用硬件实现，因此电容测量通道扫描可以完全自动运行。
自治式自动扫描：仅扫描和转换活动通道，而不是所有电容感应通道。
通道绑功率电感定：使用单一输入同时扫描多个通道的功耗，低于分别处理多个通道所需的功耗。例如，系统能够使用单一输入扫描整个滑动条，如果检测到任一活动通道被触摸则唤醒CPU。CPU一旦被唤醒，则分别扫描每个通道，判断哪个通道被触摸并开始识别手势。
集成LDO调节器：F99x MCU所集成的LDO电压调节器提供线性响应，同时维持所有电压下的恒定、超低有效电流。此外，F99x具备特殊电路，在LDO调节器处于睡眠模式下时，可以保持RAM内容。
灵活的工作电压：对于许多MCU而言，当工作电压降低时CPU也必须在较低频率下运行。因此增加运行时间和功耗。如果使用AA/AAA电池，即使MCU可 在最低2.2V下工作，也会浪费掉20%的电池寿命。由于在25MHz全功能运行条件下工作电压可降到1.8V ，F99x可在不同应用下实现最大化的电池寿命。
国家电网单相表DDS-GW解决方案随着电子式电能表技术的迅速发展，电网的智能化和信息化成为一个必然的趋势。因此，智能电表潜在着巨大的市场需求。为了更好的建设和发展国家电网，国家电网公司于2009年9月颁布了新的《智能电能表系列标准》，
电梯控制系统CAN通信节点设计 摘 要： 针对电梯控制系统对分布式、实时性和模块化的特点要求，设计了以AT91RM9200微处理器为核心、以MCP2510为CAN控制器的CAN通信节点，从硬件和软件两方面详细叙述了如何进行CAN
工作在降压模式的升压变换器驱动白光LED方案如图所示电路提供了一种驱动大功率白光LED的解决方案，即利用工作在 降压 模式的标准升压变换器驱动白光LED．这种解决方案的效率高达96％，与效率只有85％的标准方案相比，它具有很多实际优点。图 ZX