可彎曲和增減的高精度金屬片觸摸開關(guān)的設(shè)計.pdf

1、隨著智能系統(tǒng)的開發(fā)和設(shè)備功能趨向多樣化，傳統(tǒng)的機械式觸點開關(guān)已經(jīng)無法滿足時代的需求，多功能開關(guān)應(yīng)運而生。這類控制開關(guān)被統(tǒng)稱為智能開關(guān)。智能開關(guān)根據(jù)其功能不同大致可以分為，觸摸感應(yīng)開關(guān)、壓力開關(guān)、聲光控開關(guān)、溫濕度開關(guān)等，本文研究的便是金屬片觸摸開關(guān)。觸摸開關(guān)有著廣泛的應(yīng)用，根據(jù)其設(shè)計原理的不同，可分為以下常見幾類:利用光路傳輸中的遮光效應(yīng)原理的開關(guān)，利用人體電容性原理的開關(guān)，利用人體電阻性原理的開關(guān)等。盡管原理不盡相同但使用方式都是通過

2、觸摸來實現(xiàn)開關(guān)的閉合和斷開。觸摸開關(guān)控制部分和設(shè)備啟動部分分開實現(xiàn)，能實現(xiàn)安全有效的控制系統(tǒng)。目前大部分觸摸開關(guān)只停留在平面上的應(yīng)用而且開關(guān)數(shù)量也受到限制，為了實現(xiàn)曲面或多維平面上的應(yīng)用，本文以傳統(tǒng)觸摸開關(guān)電路為基礎(chǔ)設(shè)計了一款可彎曲、可隨意設(shè)計形狀的觸摸面板開關(guān)，此外它還可以在同一個系統(tǒng)中隨意增加或減少開關(guān)數(shù)量，而不影響總體電路分布。
　　本文主要的內(nèi)容如下:
　　第一章對目前開關(guān)的現(xiàn)狀進行簡單的分析，介紹了觸摸開關(guān)的研究背

3、景和研究意義。通過對國內(nèi)外觸摸開關(guān)的研究現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢，描述了幾種觸摸開關(guān)的研究方法，提出本研究的設(shè)計方案與實現(xiàn)過程。
　　第二章首先分析了觸摸開關(guān)的分類，然后介紹了觸摸開關(guān)的總體設(shè)計，給出了觸摸開關(guān)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖和每一部分對應(yīng)的結(jié)構(gòu)圖，提出系統(tǒng)的工作原理和工作流程，也對系統(tǒng)采用的PSpice仿真工具也做了詳細介紹。
　　第三章針對觸摸開關(guān)的觸摸面板的材料選擇進行分析，選擇了一款合適的面板材料，并將人體觸摸時的受電特性

4、作了詳細介紹，建立了等價電路模型，給出人體與觸摸面板形成的漏電回路，并且分析了開關(guān)的安全性。
　　第四章提出了觸摸開關(guān)的控制電路部分的設(shè)計模型，分析了采用PSoC單片機的結(jié)構(gòu)特點與優(yōu)勢，詳細介紹了開關(guān)控制部分每一個具體電路的功能，還對這個控制電路進行仿真，根據(jù)仿真結(jié)果，驗證了開關(guān)控制的有效性。
　　第五章介紹了觸摸開關(guān)檢測電路的設(shè)計原理、電路結(jié)構(gòu)，以及檢測所用的電流電壓轉(zhuǎn)換電路，差分放大電路。對檢測電路的仿真結(jié)果顯示，系統(tǒng)采

5、用的檢測方案能很好地進行多個開關(guān)情況下對觸摸開關(guān)的識別。
　　第六章描述了觸摸開關(guān)系統(tǒng)的實驗環(huán)境，是基于Cypress公司提供的PSoC Designer對單片機進行編程和外圍電路共同組成觸摸開關(guān)系統(tǒng)。實驗包括對不同形狀和不同數(shù)量的觸摸開關(guān)進行的測試，然后對實驗結(jié)果進行誤差分析和功耗分析。分析結(jié)果表明:本研究設(shè)計的觸摸開關(guān)可以實現(xiàn)可彎曲、可增減的功能，開關(guān)的精度滿足大部分設(shè)備需求，但功耗略大。
　　最后，總結(jié)了本文提出的高精