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最新触控解决方案介绍 瑞萨电子(中国)有限公司 吕仁亮 经理, 市场策略中心/工业和家电部/二科 2016年10月27日 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 主题  1. 瑞萨电容触控产品路线  2. 瑞萨电容触控方案的特点  3. 瑞萨电容触控方案的设计理念和产品介绍  4. 瑞萨电容触控演示方案介绍  5. 总结  6. 附录 第3页 第5页 第14页 第20页 第22页 第23页 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 2 1.瑞萨电容触控产品路线 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 电容触控产品通道数 1.瑞萨电容触控产品路线 第一代电容触控产品 (TSCU:Touch Sensor Control Unit) 在全球市场,有超过200个量产案例 第二代电容触控产品 (CTSU:Capacitive Touch Sensing Unit) 灵敏度提高 支持互感应检测方式 开发工具可以实现灵敏度自动调整 概要 R8C/38T-A R8C/36T-A R8C/3JT R8C/33T RX231 概要文: テキストテキストテキストテキスト テキストテキストテキストテキスト RX230 RX130 开发中 R7F0C205-208 RX113 ‘09~‘13 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. ‘14 ’15~ Page 4 Year 2.瑞萨电容触控方案的特点 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 2.瑞萨电容触控方案的特点 2-1. 高灵敏度和抗噪声干扰能力 • 高灵敏度,可用于厚的亚克力材料,木材和常用的手套 • 在300mm的布线长度下可检测到触摸的电容值(300mm指电极到CPU的线长) • 抗干扰度通过了IEC61000 4-3/4-6 Level 3 的测试 2-2. 支持电容自感应方式和电容互感方式 • 增强的防水能力 (互感方式) • 通过按键矩阵 增加触摸按键的数量 (互感方式) 2-3. 开发更容易 • 开发工具可以实现灵敏度自动调整 • 帮助客户缩短开发时间 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 6 2-1-1. 高灵敏度  一般的触控方案  瑞萨触控方案 自由选材 覆盖物材质 玻璃 亚克力 木材 (干燥) 空气 节约成本 Air 介电常数 易 5.4 - 9.9 Sensing 2.7 - 4.5 2.0 - 6.0 1.0 难 接近感应 Good Design! Lighting switch Reducing spring! Futuristic Design! © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 7 2-1-2. 强的抗噪声干扰能力 瑞萨CTSU抗干扰度通过了”IEC61000 4-3/4-6 Level 3” 的测试 IEC61000 4-3 IEC61000 4-6 描述 辐射干扰测试 传导干扰测试 频率范围 80MHz-1GHz 150KHz-80MHz 噪声测试环境 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 8 2-2-1.电容自感应的原理 电容自感应的原理:检测增加的电容值 触摸⇒电容值增加 潮湿的表面⇒电容值增加 潮湿的表面可能导致误检测 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 误检测 触摸 有水附着 计算值超过了阈值 阈值 计算值 参考值 Page 9 2-2-2.电容互感应的原理 检测到电容增加,但 无误检测 有水附着 在有水的环境可以正确的检测 触摸 计算值 参考值 阈值 电容互感应的原理:检测电容值的减少 触摸⇒ 电容值的减少 潮湿的表面⇒电容值增加 互感应方式在潮湿的表面不会出现误检测 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 计算值超过了阈值 不再为防水设计而烦恼! Page 10 2-2-3.电容自感应方式和电容互感应方式的特点 电容自感应方式 电容互感应方式 电容自感应方式和电容互感应方式的特点 电路板布局 接近感应设计 防水设计 按键矩阵设计 自感应方式 ○ 容易 ○ 容易 △ 不好 △难 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 11 互感应方式 △难 △难 ○好 ○ 容易 2-2-4. 自感应方式和电容互感应方式的灵活应用 瑞萨电子触控解决方案灵活支持电容自感应方式和电容互感应方式 (例) 热水器控制 Display ON 自感应方式实现接近感应 互感应方式实现按键控制 通过矩阵方式增加触摸按键通道数 自感应方式 OK 防水设计 互感应方式 16 ports 16 ports 16 ports  16 keys © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 12 8 ports x 8ports  64 keys 2-3-1. 工具使开发更容易 Workbench6 开发工具可以实现灵敏度自动调整和代码生成 第一步. 在设计框输入模拟按键的规格 IDE「CS+」个\或「e2 studio」 调试 第二步. 触摸电极确定每个按键的灵敏度 Touch © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 13 用Workbench6生成灵敏度自动 调节的代码  初学者能轻松实现开发  极大的减少了开发的时间和人力投入 点击下面的链接查看workbench6开发工具的特点: https://www.renesas.com/en-us/solutions/key-technology/humaninterface/touch-sensor-system2.html 3. 瑞萨电容触控方案的设计理念和产品介绍 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 3-1. 瑞萨电容触控方案的设计理念  单芯片方案减少BOM成本(例如:RX130) 常规设计 Cap touch Voice Out 减少电路板尺寸 Crystal oscillator LEDs © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 3-phased BLDC Motor Page 15 瑞萨提案 Main MCU [功能] 电容触控:CTSU 电机控制:MTU2 LED指示:GPIO 音频输出:ADPCM 晶振:HOCO 3-2.瑞萨电容触控MCU的应用介绍 RX113 RX231 RX230 RX130 R7F0C205-208 (开发中) 基本规格 - RX-v1 CPU核 (32MHz) - 工作电压:1.8-3.6V - Pin:100pin - ROM:128-512KB - RX-v2 CPU核 (54MHz) - 工作电压:1.8-5.5V - Pin:48, 64, 100pin - ROM:128-512KB - RX-v2 CPU核 (54MHz) - 工作电压:1.8-5.5V - Pin:48, 64, 100pin - ROM:128-256KB - RX-v1 CPU核 (32MHz) - 工作电压:1.8-5.5V - Pin:48, 64, 80pin 100pin (开发中) - ROM:64-128KB ~512KB (开发中) - RL78-S3 CPU核(24MHz) - 工作电压:1.6-5.5V - Pin:64Pin,80Pin - ROM:48K-128K 特点 - Cap touch:12ch(max) - Segment LCD driver - USB (Host/Function - 超低功耗 - Cap touch:24ch (max) - USB (Host/Function) - Security function - CAN/SD Host Interface - Cap touch:24ch (max) - Security function - 低功耗 - Cap touch:36ch (max) - 增强的CTSU性能(抗干扰能力,灵敏度) - 支持0.8mm-pitch QFP PKG - 医疗 - 工业 - 工业及消费类 - 消费类 - 家用设备等 - Cap touch:24ch(max) - Segment LCD Driver - 增强的CTSU性能(抗干扰能力,灵敏度) - 0.65mm-pitch QFP PKG - 消费类 - 家用设备等 应用 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 16 3-3. 瑞萨电容触控MCU产品线  Touch CH/ROM/Pin lineup 512KB 6 24 10 32 384KB 6 24 10 32 256KB 6 6 24 10 10 32 128KB 6 6 24 10 10 32 96KB 64KB 48KB ROM Pin 24 48 32 16 16 64 36 36 36 36 24 24 36 24 80 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 17 RX113 RX231 RX230 RX130 RX130开发中 R7F0C205-208开发中 12 24 36 12 24 36 12 24 24 36 12 24 24 36 100 (备注) 电容触控通道数 3-4. 瑞萨电容触控MCU产品封装介绍 QFP (0.65mm) QFP (0.65mm) RX113 RX230 RX231 RX130 RX130 开发中 R7F0C205-208 开发中 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 18 4. 瑞萨电容触控演示方案介绍 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 4.瑞萨电容触控演示方案介绍 瑞萨电容触控解决方案让你轻松实现各种设计!  高灵敏度触控演示方案  防水演示方案  用于不同介质材料的演示方案  智能触控电子锁演示方案  Workbench6开发工具 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 20 5. 总结 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 5. 总结 高灵敏度和抗噪声干扰能力! 增强的防水能力! 瑞萨触控解决方案帮您轻松实现各种设计需求! 支持多种介质材质! © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 22 开发更加容易! 6. 附录 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. 6-1. RX MCU特性比较 Pin Count ROM(kByte) RAM (kByte) Data Flash(kByte) Op. Voltage Max Op. Freq. Max Touch ch DTC LCD (Seg x Com) High Current I/O USB RTC Comparator A/D D/A Security Function (TSIP/AES/RNG (Note*)) CAN/SDHI (Note*) (Note*) 小于256K Flash ROM无此功能 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. RX231 48/64/100 128/256/384/512 32/32/64/64 8 1.8~5.5V 54MHz 6/10/24 Avl. N/A N/A Host/Function Avl. (※48pin:N/A) 4ch 12bit, 8/12/24 ch 12bit, 0/2/2 ch Avl. Avl. 32bit RX core 备注: 绿色字体标记部分在开发中 红色字体标记为差异的特性 RX230 RX113 RX130 48/64/100 64/100 48/64/80/100 128/256 128/256/384/512 64/128/256/384/512 32/32 32/32/64/64 10/16/32/48/48 8 8 8 1.8~5.5V 1.8~3.6V 1.8~5.5V 54MHz 32MHz 32MHz 6/10/24 12 24/32/36/36 Avl. Avl. Avl. N/A 20X4(16X8)/40x4 (36x8) N/A N/A N/A N/A N/A Host/Function N/A Avl. (※48pin:N/A) Avl. Avl. (※48pin:N/A) 4ch 2ch 2ch 12bit, 8/12/24 ch 12bit, 11/17ch 12bit, 10/14/17 ch 12bit, 0/2/2 ch 12bit, 2ch 8bit, 0/2/2 ch Avl. N/A N/A N/A N/A N/A Page 24 6-2. RX113系列评估套件 (Y-RX113CAPT01)  评估套件 1. 高灵敏度评估板(按键, 滑条, 滑轮) 基于不同的介质材料的高灵敏度演示方案(厚的亚克力面 板, 木材, 布, 等.) 2. 接近感应的评估套件 针对非接触的应用场和,可灵活实现接近感应的控制 3. 防水评估套件 应用于有水的环境,利用互感的设计可轻松实现防水, 防尘 4. 触控面板评估套件 类似于电脑的触控面板,可检测方向和位置  附带CD-ROM – Workbench 6开发工具 – 评估软件 – 集成的开发环境 – 应用笔记 LED灯on/off指示状态 ■ Y-RX113CAPT01 https://www.renesas.com/en-us/products/boards-and-kits/boards-andkits/device/Y-RX113CAPT01.html# © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 25 6-3. RX130系列评估套件 (RTK0EG0003S02001BJ) https://www.renesas.com/en-us/products/software-tools/boards-and-kits/renesas-solution-starter-kits/capacitive-touch-evaluation-system-for-rx130.html 内容:  RX130 CPU board (80pin)  2 个应用板  USB 线  评估板信息, 开发环境 (可从瑞萨网站下载) ・原理图, PCB 布局图 ・Workbench6 开发工具 ・简易固件 RX130 CPU board 1. 自感应方式 2. 自感应和互感应混合方式 应用评估板 1.电容自感应方式 2个按键, 1个滑条, 2个滑轮 2.电容自感应和互感应混合方式 接近感应(自感应) 矩阵按键(4 x 5):20 按键 (互感应) 自感应和互感应混合应用示例 OK 自感应方式实现接近感应 Display ON 互感应方式实现按键控制 互感应方式实现防水设计 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 26 6-4. 演示方案 高灵敏度演示方案 防水演示方案 概述 LED灯on/off 指示触控的状态 特点 - 可用于10mm厚的亚克力材料 - 可用于木材介质 - 常用的手套不影响触摸灵敏度 ■ 电容自感应控制方式,用于灵活的设计,如: 按键, 滑条, 滑轮 LED灯on/off指示触控的状态, - 在水流的环境下无误动作 带有声音输出 - 可方便用于任何潮湿和水附着的环境 ■ 电容互感应控制方式,按键设计 触控的智能门锁演示 方案 利用智能手机的蓝牙技术,生成 - 单芯片实现触摸按键和接近感应控制 随机的开锁密码,通过触摸随机 - 通过蓝牙和智能手机通讯. 密码来打开门锁 ■ 电容自感应控制方式,实现触摸按键和接近 感应控制 © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved. Page 27 图片 www.renesas.com/zh-cn © 2016 Renesas Electronics (China) Co., Ltd. All rights reserved.

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