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作者：德州仪器Yuan Tao

我们每天都与人机界面（HMI）进行交互。其中一些交互是显而易见的，比如在触摸智能手机或平板电脑的主屏幕的时候，但最常见的HMI环境其实是在工业应用中。

在今年举行的各个家电及消费电子博览会上，我们发现越来越多的家用电器（如：冰箱、真空吸尘器机器人、烹饪灶和抽油烟机）增设了HMI触摸键和LED动画功能。在这一趋势的带动下，设计师通过用户友好的交互功能让他们的产品更加智能化和现代化。

而电容式感应技术对实现上述功能起到了非常重要的作用。在设计家用电器时，关注重点在于可靠性、稳健性以及如何使产品更具吸引力。借助基于接近传感和LED动画参考设计的电容式触控用户界面，设计师可以在家用电器中实现创新功能，例如预设照明模式、更低的待机功耗和防潮性能。

该参考设计采用基于CapTIvate™触控技术和先进LED驱动技术的单个MSP430FR2522微控制器（MCU）, 如图1所示。六个电容式触摸I/O通道各有特定的用途。在这个特定的设计中，三个用于转盘控制，两个用于按钮，一个用于接近感应。即使在有飞溅油脂或水滴的情况下也能实现精确控制。

图 1：电容式触控和LED动画参考设计的框图

MSP430™ CapTIvate MCU 的另一个优点是它可以进入低功耗模式，待机功耗仅几微瓦，有助于满足产品严格的能效标准或延长电池寿命。该参考设计提供接近感应，帮助MCU快速轻松地从低功耗模式恢复到活跃模式，带LED动画的发光环为下一代设备中具有吸引力和创新性的用户界面提供了很好的范例。例如当炉灶面上有飞溅的水滴或油脂时，随时对炉灶进行完美控制非常重要。CapTIvate MCU的待机功耗非常低，使设计人员能够满足最高的节能标准。

LP5569 LED驱动器配有内置安全随机存取存储器（SRAM）存储器，用于用户编程序列和三个可编程LED引擎。使用集成引擎，预设模式存储在程序存储器中，以便LED驱动器可以自动运行闪烁或颜色模式，这使得在运行LED动画时MCU的系统资源占用率低。

在基于接近感测和LED动画参考设计的电容式触控用户界面中，用户可以使用三种工作模式：

·         接近感测模式：当感测到手接近时，电路板将从睡眠模式唤醒，并切换到LED指示的活跃模式。

·         自主模式：可以通过按键选择预先存储的自主模式，如呼吸（单色或混合色淡入，淡出），追逐（单色或混合色），两种颜色追逐（一种颜色追逐基于另一种颜色）或任何其他颜色设计师编程的模式。

·         控制模式：控制模式演示了用户如何用手指控制电容式拨号，同时应用程序通过LED环提供反馈。

凭借所有这些功能，下一代冰箱或灶具将能够检测到人何时靠近设备并自动唤醒。用户可以用手指轻轻触摸表面并控制温度和照明等设置。交互式面板采用不同的颜色和图案来指示各种设置，如：冷冻室的温度或炉子的功率等。许多其他应用程序可以从该参考设计中受益，如：电梯、恒温器、真空吸尘器机器人或具有交互式用户界面的任何其他产品。