- 电容感应式触摸按键方案在电磁炉中的应用

　　3 电磁炉工作环境中的干扰

　　1.电磁干扰

　　电磁炉在加热锅的同时，也对电路板上感应电极正向或反向的电流，从而会缩短或增长按键充放电时间，会对按键的检测造成很大影响，甚至产生误动作，常见的方法采用硬件屏蔽和过零点检测来消除电磁辐射对按键的影响。

　　硬件屏蔽

　　在STM8S的解决方案中，ST提供了感应电极和走线的设计规范和如图3所示的Driven Shield功能（在Shield线上提供与按键管脚相同的驱动信号，电极与Shield之间的寄生电容就不会被充放电），能有效地减少感应电极走线的寄生电容对按键灵敏度的影响。

　　

　　图3 Driven Shield

　　过零点检测

　　1） 硬件过零点检测

　　过零点检测可采用硬件实现，在硬件设计中，可以增加如图4 或图5过零点的硬件检测电路，通过在B端输出为高电平时进行按键状态的判断，以期在电磁辐射最小的时候对触摸按键进行检测。

　　

　　图4 硬件过零点检测电路1

　　

　　图5 硬件过零点检测电路2

　　2）软件过零点检测

　　硬件过零点检测增加硬件电路设计的复杂性，增加方案成本，在我们的解决方案中，针对电磁炉的工作环境，我们采用软件进行过零点检测，从而降低成本，有效解决电磁炉主功率电路对触摸按键的干扰

　　2.电网干扰

　　因为国内电网质量不一，在一些质量差的地区，容易影响电磁炉触摸按键的正常工作。如果不能做电源隔离，就会看到一下图6的差别（蓝色表示无按键，红色表示键被按下），而这些图还只是在电磁炉没有开功率的情况下的，当电磁炉工作时产生的电磁辐射将会使看到的信号更加杂乱无章。在实验中发现，采用与外界电网隔离或使用软件滤波，按键效果都能得到明显改善。

　　

　　图6 质量好的电网 质量差的电网1 质量差的电网 2

　　3.溅水，溅油的影响

　　在电磁炉的使用当中，常常会出现水或油溅到触摸面板上，它可能导致按键误触发，本解决方案采用特殊软件算法可靠地将覆水溅油与手指按下的状态区分开。

　　4.环境自适应能力

　　电磁炉在工作的时候，会产生大量的热量与湿气，面板温度/湿度，电路板温度/湿度都是会在一个很宽的范围浮动，而随着使用时间的推移，包括玻璃面板、PCB板都会出现不同程序的老化，从而影响按键检测的准确度。在ST的解决方案中，实现了自动校准功能，实时地提供环境检测，实现环境自适应的机制。

　　4总结

　　ST提供的解决方案包含了触摸面板自校准、软件滤波、软件过零点检测及环境自适应等功能，尽可能地使用软件算法去屏蔽各种复杂环境的干扰，具有低成本及工作可靠等特点。当然在其他产品的应用中，也会有一些与电磁炉环境不同的要求，这里只是介绍了其中一些有代表性的干扰，但只要掌握了电容式触摸的工作原理，还是有很多种方法来处理各种应用情况。