利用系统已有资源，添加电容式触摸按钮或接近传感器

　　测量方法

　　适用于单片机测量导电焊盘电容的方法如下：

　　1. 电容分压器;

　　2. 充电时间测量;

　　3. 电容检测模块。

　　所有这三种方法都不需要外部元件;但在测量和解析电容时确实对单片机有一些要求。

　　1. 电容分压器

　　此方法需要具有内部具有ADC的单片机，对于多数系统而言这已经是普通要求了，对单片机不再有其他功能要求。此方法使用ADC的内部保持电容以及电路板上导电感应焊盘的电容来产生电压，电压取决于传感器的电容。然后使用ADC测量电压，再由软件进行处理。

　　正常工作期间，在进行模数转换时，图2中的模拟多路开关用来选择、测量单片机引脚(称作选取的通道)上的电压。允许保持电容器充电至引脚电压，充电时间为采集时间，然后采样开关断开，ADC产生保持电容上电压的数字表示。

　　当单片机的引脚被模拟多路开关选中时，它们还可以配置成数字I/O，这使得我们能够把保持电容充电或放电至电源电压的上下轨值。

　　这种测量方法需要若干步骤。一些步骤的时序可能是至关重要，因为电容的泄漏和延时将导致读数漂移。

　　i) 要为测量初始化系统，我们需要在系统中对电容进行适当的充放电。通过使用模拟多路开关选择未占用引脚并把它配置为高输出驱动，我们可以对内部保持电容器进行充电。同时我们需要确保传感器没有充电。我们把连接传感器的引脚配置为低输出驱动，它使传感器接地。

　　ii) 一旦传感器电容已经放电，且保持电容器已经充电至正电源电压，连接到传感器的引脚上的输出驱动被禁用。这时，至电容的线路浮空，电容可以通过引脚或板泄漏获得一些电荷。正因为如此，这一步的时间应尽可能短。

　　iii) 使用模拟多路开关选中连接到传感器的引脚，这将使保持电容与传感器并联。保持电容充电至Vdd，而传感器则完全放电。其结果就是电流从保持电容流至电容传感器。模拟多路开关允许双向电流，尽管其阻抗确实会导致一些电流损耗。

　　iv) 在足以使系统稳定下来的时间之后，模数转换启动，采样开关断开，如图2所示。然后测量保持电容上的电压。这个稳定时间非常短，转换通常可以在下一条指令处开始。

　　保持电容上的电压取决于传感器电容，即传感器寄生电容和用户手指电容之和，如果触摸的话。这引出了下面的关系式，电压由ADC测得。

　　公式2：保持电容上的电压

　　其中：

　　VChold是由ADC测得的电压

　　Vdd是单片机电源电压

　　Chold是保持电容的电容，对于测试器件而言是10pF

　　Cp是传感器寄生电容

　　Cf 是手指产生的电容

　　从公式中可以看到，手指按压加入的电容将导致保持电容上的电压下降。这将转换为ADC输出结果的较低值。

　　读数的分辨率由ADC分辨率决定。由于这个原因，推荐使用10位ADC。可以使用较低分辨率的ADC，但它将需要更大的电容改变量，而这通常要求较小的极板间距和更薄的接口面板。因为测得的电压通常要低很多，为了提高ADC分辨率，可以使用比电源电压更低的参考电压来进行转换。该参考电压的改变将增大每一数字位能够分辨的电压，但要小心避免饱和。当被转换电压超过参考电压，而ADC只能以其最大输出码进行响应，这样就会出现饱和。因为电容式测量非常快，通常为10～20µs，可以对传感器进行过采样，以便提高分辨率。