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9通道自校正电容式触摸感应芯片
规格书
1.概述
XW09A是9键的电容式触摸感应芯片，I2C输出模式。芯片采用SOP16环保封装。
1.1 应用
? 用于电视机、音响、显示器、玩具等家电和娱乐设备与工业控制设备
1.2特点
? 极高的灵敏度，可穿透13mm的玻璃，感应到手指的触摸
? 超强的抗干扰和ESD能力,不加任何器件即可通过人体8000v实验 ? 外围电路简单，最少只需一个4.7n电容，芯片即可正常工作 ? 外围寄生电容自动校正 ? 工作电压范围：2.5 ~ 5.5 V ?
SOP16环保封装
1.3封装
GNDVDDC1SDACSELPAD0SCLPAD1XW09ASOP16LPAD8INTPAD2PAD7PAD3PAD6PAD4 PAD5芯片引脚图
1 XW09A
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1.4管脚定义
NO. 1 2 3 4 5 6 7 8 PADNAME GND C1 CSEL PAD0 PAD1 PAD2 PAD3 PAD4 触摸按键 Descrption 电源地 内部平衡电容接口 灵敏度调节电容 接口 NO. 16 15 14 13 12 11 10 9 INT PAD8 PAD7 PAD6 PAD5 触摸按键 PADNAME VDD SDA SCL Descrption 正电源 I2C通讯数据线 I2C通讯时钟线 按键有效输出 （开漏OD输出） 1.5典型应用
VDD100n10kGND4.7nGNDTouch PAD0Touch PAD1Touch PAD2Touch PAD3Touch PAD410p1K1K1K1K1KC1CSELVDDSDASCLI2C10kXW09ASOP16LPAD0PAD1PAD2PAD3PAD4INTPAD8PAD71K1KTouch PAD8Touch PAD7Touch PAD6Touch PAD5PAD61KPAD51K
1. C1是内部平衡电容，取值范围是 1nf~10nf 。建议使用 4.7nf 。
2. CSEL是灵敏度设置电容，电容值越小灵敏度越高，不接电容时灵敏度最高，电容值最大100pF，电容的选取根据应用的环境，接触感应盘的大小折中考虑。
2.绝对最大值
参数 VDD电压 输入输出电压 工作温度范围 存储温度范围 ESD，HUM 2
范围 -0.3~6.0 -0.3~6.0 -40~85 -55~150 ≥8000 单位 V V ℃ ℃ V XW09A
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3.电气参数特性(无特殊说明，Ta=25℃,VDD=5V)
符号 VDD I _sleep I_vdd T_init CSEL F_br
参数描述 工作电压 睡眠模式工作电流 工作电流 上电初始化时间 灵敏度电容 I2C最大波特率 条件 VDD=3.0V VDD=5.0V 最小值 典型值 最大值 单位 2.5 5.5 V 0 90 0.9 2.0 400 400 100 uA mA mA mS pF KBit/S 4.功能描述
4.1初始化
芯片上电复位后，只需约400mS就可以计算出环境参数和自动校正按键走线长度，按键
检测功能开始工作。
4.2自动校正功能
芯片内置自动校正功能，芯片能够根据外部环境的变化，自动调整电容的大小，检测到按键时停止自动校正，进入按键判决过程，从检测到按键开始，经过大约30~60 秒，芯片重新进入自动校正状态，意味着检测按键有效的时间为30~60 秒，按键时间超过这个时间，感应电容计入外部环境电容。
4.3 I2C接口
XW09A支持I2C总线传输协议。I2C是一种双向、两线通讯接口，分别是串行数据线SDA和串行时钟线SCL。两根线都必须通过一个上拉电阻接到电源。XW09A 只支持读取操作。
总线上发送数据的器件被称作发送器，接收数据的器件被称作接收器。控制信息交换的器件被称作主器件，受主器件控制的器件则被称作从器件。主器件产生串行时钟SCL，控制总线的访问状态、产生START和STOP条件。XW09A芯片在总线中作为从器件工作。
只有当总线处于空闲状态时才可以启动数据传输。每次数据传输均开始于START条件，结束于STOP条件。信息以字节（8位）为单位传输，第9位时由接收器产生应答。
4.3.1起始和停止条件
数据和时钟线都为高则称总线处在空闲状态。当SCL为高电平时SDA的下降沿（高到低）叫做起始条件（START，简写为S）， SDA的上升沿（低到高）则叫做停止条件（STOP，简写为P）。
SDASDASCLS起始条件P停止条件SCL
XW09A
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4.32位传输
每个时钟脉冲传送一位数据。SCL为高时SDA必须保持稳定，因为此时SDA的改变被认为是控制信号。位传输参见图
SDASCL数据保持稳定数据可改变
4.3.3应答
总线上的接收器每接收到一个字节就产生一个应答，主器件必须产生一个对应的额外的时钟脉冲，见
发送器数据输出无应答接收器数据输出应答1289主器件的SCLS起始条件应答信号时钟
接收器拉低SDA线表示应答，并在应答脉冲期间保持稳定的低电平。当主器件作接收器时，必须发出数据传输结束的信号给发送器，即它在最后一个字节之后的应答脉冲期间不会产生应答信号（不拉低SDA）。这种情况下，发送器必须释放SDA线为高以便主器件产生停止条件。
4.3.4器件寻址
在起始条件使能芯片读写操作后，主器件要求有8位的器件地址信息，由7bit芯片地址加1bit READ(“1”)命令构成，具体数值见下表。 40H 芯片地址A[6:0] 完整8bit地址: {A[6:0],1’b1} 81H 4.3.5完整通信过程
下图是XW09A的一次完整读取数据的通信过程。主器件先发送一个开始信号，然后发
送8位器件地址（7位芯片地址+1位读命令）；当从器件给1位“0”为应答信号后，主器件
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XW09A
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开始读取16bit的按键数据（3bit “111” + 9bit按键数据”PAD0~PAD8”+4bit “1111”），随后主器件发送1位“1”为无应答信号并紧接发送1个停止信号结束通信过程。当按键按下，相对应PAD的数据为0，例如PAD7被按下，则图中的PAD7读到的数据为低电平，否则为高电平。
STARTDEVICEADDRESSAAAAAAA6543210READACKPAD0PAD1DATAPAD2PPAADD34PAD5PAD6PAD7PAD8NACKSTOPSP
4.4睡眠模式
为了降低芯片的待机功耗，约80秒没有检测到按键，芯片进入睡眠省电模式。按键的采样间隔时间变长，VDD电流减小，芯片功耗降低，睡眠模式下，一旦检测到按键，芯片立即退出睡眠模式，进入正常工作模式。
5 外围电路和注意事项
XW09A的外围电路很简单，只需少量电容电阻元件, 1.5是XW09A的典型应用电路。
5.1 内部平衡电容和灵敏度调节电容
C1电容和CSEL电容建议采用精度10%的NPO材质电容，在PCB板layout时，请将C1电容和CESL电容尽量贴近IC放置。
5.2 灵敏度电容和按键检测PAD大小以及介质材料与厚度选择
常用的介质有 玻璃、亚克力、塑料、陶瓷等，用户可以根据自己的实际使用情况选择合适的材料及厚度，按照材料的不同和PCB板的布局来决定按键PAD的大小和电容 CSEL的值。隔离介质越厚，要求使用的 CSEL电容越小（增大检测的灵敏度），同时要求适当加大按键检测PAD的面积。反之，隔离介质越薄，适当增大CSEL电容，增加系统的抗干扰能力，一般建议在 0 和 100pF 之间由小到大地选择合适的电容。
一般情况下，按键检测PAD面积可以在 3mm*3mm~30mm*30mm 之间, 每个感应盘的面积保持接近,以确保灵敏度相同。感应盘可以是任何形状的导体，建议使用直径大于 10mm的圆形金属片或边长10mm的正方形金属片。常用的感应盘有 PCB 板上的铜箔、平顶圆柱弹簧、金属片和导电橡胶等。
5.3 VDD电源电压注意事项
XW09A测量的是电容的微小变化，要求电源的纹波和噪声要小，要注意避免由电源串入的外界强干扰。尤其是应用于高噪声环境时，必须能有效隔离外部干扰及电压突变，要求电源有较高稳定度，应尽量远离高压大电流的器件区域或者加屏蔽。如果电源文波幅度较大时，建议对电源做特别处理，比如增加滤波或采用78L05 组成的稳压线路。在某些特定的应用场合，要尽可能的让触摸电路远离某些功能电路，比如收音机，RF等。
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XW09A
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6.封装尺寸信息(SOP16L)
E1EcLL1θbeDA3A2A1A
Symbol A A1 A2 A3 b b1 c c1 D E E1 e L L1 θ 0 0.50 Dimensions In Millimeters MIN --- 0.05 1.3 0.60 0.39 0.38 0.21 0.19 9.70 5.80 3.70 TYP ---- ---- 1.4 0.65 --- 0.41 --- 0.20 9.90 6.00 3.90 1.27BSC --- 1.05BSC --- 8° 0.80 MAX 1.75 0.225 1.5 0.70 0.48 0.43 0.26 0.21 10.10 6.20 4.10 注: BSC: Basic Spacing between Centers(中心基本距离), IC引脚之间的宽度。
6 XW09A