圖 4是一個觸摸按鍵應(yīng)用中一次典型的按鍵波形，每個按鍵按下后，系統(tǒng)都需輸出對應(yīng)的電壓值以供其他系統(tǒng)檢測。該應(yīng)用要求響應(yīng)時間小于等于40ms，當(dāng)按鍵被長按時，需要一直輸出按鍵電壓，即使按鍵釋放后，仍需250 ms時間保持原有按鍵電壓，之后停止輸出按鍵電壓，進(jìn)入空閑狀態(tài)。系統(tǒng)共包含12個觸摸按鍵，當(dāng)多個按鍵被同時按下時，系統(tǒng)不響應(yīng)。系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)要求為，系統(tǒng)待機(jī)時沒有按鍵操作的平均電流應(yīng)至少小于1 mA。

使用示波器可以測出系統(tǒng)掃描12個按鍵所需時間大約為1.388 ms。同時，可以測量到正常工作狀態(tài)下系統(tǒng)的工作電流大約為6mA。根據(jù)公式2以及表 1，若一次休眠1.92 ms，需要連續(xù)休眠5次（9.6 ms），才可以得到低于1mA的平均待機(jī)電流，約為0.875mA；若一次休眠15.6 ms，休眠一次即可滿足要求，平均待機(jī)電流約為0.52mA。實(shí)際工程中采用了第二種休眠方式，實(shí)際測量到的平均待機(jī)電流值為0.565mA，與計(jì)算值相近。
4. 降低功耗和喚醒方式的進(jìn)一步討論
以上實(shí)例中系統(tǒng)的平均待機(jī)電流是0.565mA，雖然這個功耗滿足了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，但是在很多使用電池供電的場合是不行的。這是因?yàn)樵诖龣C(jī)時，系統(tǒng)掃描全部12個按鍵，用去了1.388ms的時間。如果能減小掃描按鍵的時間，那么還能夠降低系統(tǒng)的待機(jī)功耗。
固定按鍵喚醒系統(tǒng)
采用固定按鍵的方式喚醒系統(tǒng)能有效的降低系統(tǒng)掃描按鍵的時間。系統(tǒng)無需掃描所有的按鍵，只需掃描固定的一個按鍵，這可以大大降低在待機(jī)狀態(tài)下掃描按鍵的時間。以上述的應(yīng)用為例，CY8C22x45系列PSoC支持雙通道并行掃描，12個按鍵均勻分布在兩個通道上，因此掃描一個按鍵約為0.231 ms。 如果休眠15.6 ms， 可以計(jì)算出此時平均待機(jī)電流只有0.113 mA，相比之前的0.52 mA的計(jì)算值，僅是其21%。如果休眠時間增加至40ms， 從表 1可以推算出此時平均休眠電流約為9 uA， 此時計(jì)算出平均待機(jī)電流僅為0.043 mA。
任意按鍵喚醒系統(tǒng)
如果系統(tǒng)要求任意按鍵喚醒系統(tǒng)，那么以上介紹的固定按鍵喚醒系統(tǒng)方法不能滿足。Cypress特有的內(nèi)部模擬總線的方式，可以將全部的按鍵組合成一個“大按鍵”。這樣系統(tǒng)待機(jī)時，只需要對這個“大按鍵”掃描一次，就能判斷是否有手指觸摸到任何按鍵上。不論任何一個按鍵被手指觸摸，都可以喚醒系統(tǒng)。系統(tǒng)喚醒后，將“大按鍵”分解，進(jìn)行正常的按鍵掃描處理，區(qū)分哪個按鍵按下，進(jìn)行任務(wù)處理。使用這種方法，系統(tǒng)的待機(jī)平均電流與使用固定按鍵喚醒系統(tǒng)的方法相同。
手指接近喚醒系統(tǒng)
手指接近喚醒系統(tǒng)是Cypress的一項(xiàng)成熟的技術(shù)。此方法是建立在任意按鍵喚醒系統(tǒng)方法基礎(chǔ)之上的。在系統(tǒng)待機(jī)時，也是使用一個“大按鍵”進(jìn)行掃描。與上個方法不同的地方在于：不是當(dāng)手指觸摸到鍵盤時喚醒系統(tǒng)，而是當(dāng)手指靠近鍵盤時就喚醒系統(tǒng)。系統(tǒng)喚醒后立即將“大按鍵”分解為正常按鍵，進(jìn)行按鍵掃描。相對于任意按鍵喚醒系統(tǒng)方法，這種方法能加快系統(tǒng)對按鍵的相應(yīng)速度，還可以使產(chǎn)品增加豐富的功能特性。
5. 結(jié)語
應(yīng)用Cypress的CY8C22x45系列芯片以及獨(dú)有的CapSense技術(shù)，設(shè)計(jì)者可以用更快的時間掃描大量按鍵，用更長的時間讓系統(tǒng)休眠，結(jié)合其較低的休眠電流，在保證系統(tǒng)可靠性能的同時，可以實(shí)現(xiàn)較低的待機(jī)功耗，為觸摸按鍵應(yīng)用的低功耗設(shè)計(jì)提供了一種良好的解決方案。