Cypress Creator CapSense 组件以及 CapSense 调试

yimc1129

PSoC Creator里面提供了CapSense组件，只有通过配置CapSense组件，才能在PSoC中创建电容式触摸系统。 该组件通过调用AP接口进行开发。

PSoC Creator 4.2 版本提供了两个CapSense组件版本，即CapSense CSD v2.6 和CapSense v5.0 。CapSense 与 CapSense CSD 相比，CapSense在代码容量和代码执行上得到改善，还支持一些其他功能。Cypress官方建议用CapSense 替换 CapSense CSD ，但是CapSense CSD也一直在更新。

CapSense_ADC组件仅适用PSoC 4 S器件系列。需要执行CapSense和ADC操作时，应该使用该组件。该组件的性能与CapSense 组件的相同，另外它还支持使用CapSense模块作为时间复用方式，从而进行ADC操作。

每个组件都有一个相应的数据手册，它介绍了组件的详细信息。要想打开组件数据手册，先右击组件，然后选择“Open Datasheet”项。或者直接双击进去，在左下角有“Datasheet”这个选项。

我们在调整固件的时候，需要调试CapSense参数，使接近感应传感器得到最佳性能。CapSense感应方法是硬件和固件技术的组合。因此，它具有多个硬件和固件参数，用于进行正常操作。将这些参数调整到最佳值，触摸感应才能变得快速可靠。市场上的大多数电容触摸解决方案都必须进行手动调整。 Cypress为PSoC 4和PRoC BLE CapSense提供了称为SmartSense（也称为自动调试）的独特功能。 SmartSense是一种固件算法，可自动将cllc参数设置为最佳值。

SmartSense自动调校可缩短设计周期，并为不同的PCB提供稳定的性能，但需要额外的RAM和CPU资源，以便在运行时调整CapSense参数。 SmartSense主要推荐使用传统的CapSense应用，包括简单的按钮和滑动部件，目前仅支持自电容感应，不支持互电容功能。
另一方面，以获取最佳CapSense参数，但可以严格控制电容感应系统的性能，如响应时间和功耗。手动调校还使我们能够在通用按键和滑条应用中使用CapSense，如接近和液体水平感应屏蔽。
如果这些小部件的寄生电容（CP）处于SmartSense支持的范围内，建议对传统CapSense应用使用SmartSense调谐，包括按钮和滑动部件。
对于按钮小部件，如果预期手指电容高于0.2 pF，SmartSense支持5 pF至45 pF的传感器寄生电容范围。如果预期手指电容低于0.2 pF，但高于或等于0.1 pF，则支持的寄生电容范围为5 pF至35 pF。
对于滑块小部件，每个单独的滑块段应落在与按钮小部件支持的CP范围相同的范围内。另外，任何滑块段的CP应大于滑块中最大CP段的CP的75％。例如，在滑块中，如果30 pF是最大CP段的CP，则其他段的CP应该大于22.5 pF。
如果将手动调校用于带有传感器寄生电容的CapSense应用，便不用遵守以上标准。您还可以使用手动调校，其中需要严格控制传感器扫描时间或其他CapSense参数。在这些场合中，您可以使用SmartSense，以寻找最佳调校参数，然后将调校模式更改为手动调校模式。
手动调校需要I2C或UART与一台PC主机通信，所以一定要配置相应的组件。
SmartSense
SmartSensea 是一种固件算法，它可以自动将所有CapSense 调校参数设置为最佳值。SmartSense 的部分优点（与手动调校相反）包括：

• 缩短了设计周期时长：电容式触摸应用的设计流程涉及所有传感器的调校。如果在您的设计中有多个传感器，那么该步骤可能非常耗时。另外，如果在设计、PCB布局或者机械设计中有变化，那么您必须重复进行调校。自动调校通过自动设置所有参数来解决该问题。图5-1 显示的是带有SmartSense 以及不带SmartSense 的典型CapSense 应用的设计流程。
  
• 各种PCB的性能相互独立：个别传感器的寄生电容CP可能由于PCB制造过程中的工艺变化或多源供应链中供应商之间的误差而存在差异。如果产品批次中的CP明显发生变化，则必须调整每一批的CapSense参数。SmartSense 自动为每个器件设置参数，因此要注意CP的差异。
  
• 易于使用：由于只需要了解CapSense 的基本知识，所以SmartSense 的使用更快速、更简单。
  

注意：可以通过多种方法使用SmartSense：
1. SmartSense（完全自动调校）— 这是最快的调校方法。通过该方法，可以在运行时间中自动校准所有CapSense 硬件和固件调校参数。它是我们对大部分设计推荐的调校方法。
2. SmartSense（仅用于硬件参数）— 该方法会自动调校CapSense 的所有硬件参数，但允许设置用户定义的阈值。该方法消耗的闪存/RAM 资源比SmartSense（完全自动调校）的少。此外，这种方法避免了计算自动阈值时所需要的额外处理，因此在给定的扫描速率条件下所消耗的功率少。在低功耗或有噪声的设计中或在需要受限存储的场合下，应该使用这种方法。
3. SmartSense（用于开始调校）— 您还可以将SmartSense 用于开始调校，从而快速找到CapSense 电路板的最佳设置，然后将其更改为手动调校。在严格要求响应时间或功耗的场合下，应使用这种方法。这是寻找最佳设置的快速方法，并非从头开始手动调校。
手动调校
赛普拉斯的SmartSense技术允许器件进行自我校准，以获得最佳性能，并自动完成整个调校过程。这种技术可满足大多数设计的要求，但在SmartSense不能自动调校或拥有特定的SNR或电源要求的情况下，您可以修改各个CapSense参数以满足系统要求。该操作被称为手动调校。
手动调校（与SmartSense 自动调校相反）的部分优点包括：

• 严格控制参数设置：SmartSense会自动设置所有参数。但是在您需要严格控制各参数中，也有意外情况发生。例如，如果您需要严格控制PSoC 4和PRoC BLE扫描一组传感器所需的时间或者严格控制每个传感器的感应时钟频率（以降低各系统中的EMI值），请进行手动调校。
  
• 支持更高的寄生电容：对于0.2 pF的手指电容，SmartSense支持高达45 pF的寄生电容；对于0.1 pF的手指电容，支持高达35 pF的寄生电容。如果寄生电容量大于SmartSense所支持的最大值，您需要进行手动调校。
  

手动调校过程可总结为以下三个步骤。
1. 设置CapSense组件硬件参数的初始值
2. 调校CapSense 组件硬件参数，以确保信噪比大于5:1，并且系统满足各时序要求。
3. 设置CapSense组件硬件参数的最佳值（阈值参数）