?電容處理器芯片的工作原理?主要基于電容傳感器的原理，通過(guò)檢測(cè)電容的變化來(lái)感知物理量的變化。電容傳感器利用兩個(gè)導(dǎo)體之間的電容變化來(lái)檢測(cè)各種物理量，如距離、位置、液位和壓力等?。

電容傳感器的工作原理基于電容的基本定義：兩個(gè)導(dǎo)體之間的電容隨著它們之間的距離、面積以及介質(zhì)的電容率的變化而變化。當(dāng)被測(cè)物體的性質(zhì)（如位置、物質(zhì)成分、溫度等）引起這些參數(shù)變化時(shí)，通過(guò)精確測(cè)量電容的變化，可以得到關(guān)于被測(cè)物體的重要信息?。

在處理器芯片中，電容傳感器常用于觸摸屏和接近傳感器等應(yīng)用。例如，電容式觸摸芯片利用電容的變化來(lái)檢測(cè)觸摸事件。觸摸屏表面覆蓋一層導(dǎo)電材料，當(dāng)手指接觸屏幕時(shí)，手指的電場(chǎng)會(huì)引起電容的變化。芯片通過(guò)檢測(cè)這些變化來(lái)判斷觸摸的坐標(biāo)和力度，從而實(shí)現(xiàn)觸控功能?。

工采網(wǎng)代理的MCP61系列(Mysentech Capacitive Processor)是新一代電容傳感微處理器SOC芯片，集成了雙通道電容型模擬前端傳感電路（AFECAP），可直接與被測(cè)物附近的差分電容極板相連，通過(guò)諧振激勵(lì)并解算測(cè)量微小電容的變化。激勵(lì)頻率在0.1~20MHz范圍內(nèi)可配置，其頻率測(cè)量輸出為16bit數(shù)字信號(hào)，對(duì)應(yīng)的電容感知較高分辨率為1fF。

芯片內(nèi)置了高集成度雙通道電容傳感電路，測(cè)量通道1 C0P/C0N 與通道2 C1P/C1N可根據(jù)應(yīng)用需求直接與被測(cè)物附近的差分電容極板相連，通過(guò)測(cè)量振蕩頻率，解算被測(cè)目標(biāo)的電容。AFE通過(guò)處理器內(nèi)部配置PA7端口給電容模塊提供基準(zhǔn)時(shí)鐘，也可以應(yīng)用內(nèi)部模擬時(shí)鐘。處理器PA6端口可用于控制電容模塊啟動(dòng)工作，處理器端口PA8、PA9用于在芯片內(nèi)部與電容傳感AFE之間進(jìn)行I2C通訊。

為了解決各行業(yè)的電容傳感應(yīng)用，SOC芯片集成了Arm? Cortex?-M0內(nèi)核的微處理器，可實(shí)現(xiàn)各種嵌入式感知處理的算法，將原始的振蕩頻率數(shù)值，轉(zhuǎn)換成電容值及液位、含水率、位移距離等具體物理量。此外，芯片的模擬前端還集成了溫度傳感電路，可用于進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)膫鞲袌?chǎng)景。內(nèi)置的16KB Flash存儲(chǔ)器，2KB SRAM，可讓開(kāi)發(fā)者編寫(xiě)應(yīng)用軟件，并存儲(chǔ)傳感校準(zhǔn)及應(yīng)用數(shù)據(jù)。芯片同時(shí)集成了ADC、高級(jí)定時(shí)器、通用定時(shí)器、位基本定時(shí)器等硬件資源以及USART、SPI和I2C接口。

典型應(yīng)用電路：

典型應(yīng)用電路

數(shù)字電容傳感芯片 - MCP61的特性：

電容檢測(cè)前端

– 測(cè)量雙端互電容

– 電容測(cè)量范圍：1~1000pF

– 電容檢測(cè)頻率：0.1~20MHz

內(nèi)核與系統(tǒng)

– 32-bit Arm?Cortex?-M0

– 工作頻率可達(dá)48MHz

l 存儲(chǔ)器

– 16KB Flash存儲(chǔ)器

– 2KB SRAM

低功耗

– 多種低功耗模式，包括：睡眠（Sleep）、停機(jī)（Stop）和深度停機(jī)（Deep Stop）

– 平均功耗：12uA@1Hz

部通道和1個(gè)可采集內(nèi)置參考電壓的內(nèi)部通道

CRC計(jì)算單元

調(diào)試模式–串行調(diào)試接口（SWD）接口

工作溫度范圍-40℃~+85℃

QSOP24/QFN24 封裝可選

數(shù)字電容傳感芯片 - MCP61的應(yīng)用：

連續(xù)液位檢測(cè)

水浸檢測(cè)

物質(zhì)介電檢測(cè)

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審核編輯 黃宇