电容式感应替代机械按键解决方案（三）

3) 功能测试

一旦PCB通过目检和ICT测试，我们建议进行功能测试以节约资金。不同层次的功能测试如下：

a) 预集成功能测试

1. 无外覆层的预集成测试

2. 有外覆层的预集成测试

b) 集成后功能测试

无外覆层的预集成功能测试：

外覆层安装和系统集成前测试电容式传感器功能，减少返工故障成本。我们可用金属手指来测试电容式感应按钮的手指 模拟情况，以减少操作人员的操作差异并确保所有LED/传感器都经过测试。为了节约时间，这项工作可以自动化进行。为了获得最佳结果，金属手指应尽可能多地覆盖按钮表面。图6显示了典型的金属手指大小。

图6：用于生产线测试的金属手指

有外覆层的预集成功能测试：

这是安装外覆层后对电容式传感器功能的测试。测试过程中，用非导电均匀介质连接外覆层到PCB并确保外覆层和PCB之间没有气隙。同时用金属手指来测试电容式感应按钮上的手指 模拟情况，以减少操作人员的操作差异，并确保所有LED/传感器都经过测试。

有外覆层的集成后功能测试：

这是发货前的最后在系统测试。可用金属手指来测试电容式感应按钮上的手指 模拟情况，以减少操作人员的操作差异，并确保所有LED/传感器都经过测试。

解决方案

自动精调

业界现在通过跟踪系统的噪声和环境条件可用创新型方法实现电容式感应子系统的自我调节（即自动监控和设置参数）。自动精调使设备能在加电时根据环境条件和系统机械设计初始化所有电容式感应相关参数，因此自动精调能减轻不同设计和生产阶段的精调负担。

机械按钮替代（MBR）器件：

自动精调和生产线测试在设计中发挥重要作用，但实施起来并不简单。

这里就需要用到MBR器件。MBR器件能为电容式感应实施提供现成的即插即用方法，无需编写代码或精调传感器。从图7的设计流程图就可以看出，采用MBR器件可以省去固件开发等许多不同的设计环节，因此电容式感应按钮设计流程更类似于机械按钮。

图7：MBR设计流程

MBR器件提供自动精调和内建自测试（BIST）等功能，有助于设计和生产线测试。有了这些功能，无需进行器件编程或系统调节。不过，MBR器件不只是一个ASIC，设计人员通过对MBR器件参数进行配置还可自由选择将使用的功能，从而让器件能以特定的方式工作。

广泛说来，有两种配置MBR器件的方法：

● 基于原理图的配置

● 基于寄存器的配置

基于原理图的配置

这种方法直接取代机械按钮。主机无需用I2C或SPI等通信接口连接MBR器件。基于原理图的MBR器件，其功能可通过连接到器件输入引脚的电阻等无源组件进行配置。根据输入引脚状态（例如引脚短接到VDD、引脚短接到接地，以及通过定值电阻接地的引脚），MBR器件中可启用或禁用不同的功能。

设计人员要做什么？

设计人员仅需要明确需要什么功能，并根据设计要求拿出原理图。一旦有了原理图，就能生成布局并进行开发板的生产。开发板填充后，电容式传感器UI也就成形了。

基于寄存器的配置

电视/显示器等应用的UI其主机与UI控制器互联通信。要替代这类应用中的机械按钮，MBR器件可通过I2C等接口配置。采用机械按钮的现有设计已提供有I2C智能接口，因此用MBR器件替代机械按钮无需额外的智能修改或任何重大的固件修改。

基于寄存器的可配置MBR器件提供一系列寄存器，可供主机写入数据，以配置器件的各种特性与功能，并通过I2C接口读取多种数据。

主机可进行两种类型的配置：

a. 动态影响器件功能的配置：主机写入寄存器时，相应采取的行动在MBR器件特定的已知延迟后立即生效（例如软件复位）。

b. 只在器件复位时才影响器件功能的配置：主机写入寄存器后，主机需发送指令将这些设置保存到MBR器件的闪存存储器中。这些设置只有在复位后才生效。如果寄存器设置不保存到闪存，器件将采用此前闪存中存储的寄存器设置，或者采用工厂的默认设置。

主机需要做什么？

为了配置MBR器件，主机必须写入寄存器以配置器件的特性，复位后生效。主机然后发送指令给MBR器件，要求将设置保存到闪存。下次复位后，MBR器件将根据这些设置工作。

如果用户发现MBR器件不能按预期工作怎么办？原因是什么？器件或许配置错误，也可能是存储在闪存中的设置已经损坏。数据丢失有诸多原因，从而导致器件功能无法预测。配置过程的不同阶段都有可能发生数据丢失：

1. 主机到从设备的通信过程中可能出错，导致配置位损坏。

2. 如果MBR器件存储设置到闪存时断电，闪存中存储的数据可能损坏。

3. 数据存储到闪存中后，如果闪存损坏，也可能导致数据损坏。

为了保持数据的一致性，可在配置过程的不同阶段采取各种校验措施：

1. 为了确保从主机传输到MBR器件的数据被MBR器件成功接收，主机可随数据发出校验和。然后，MBR器件将主机发出的校验和与MBR器件根据接收数据计算出的校验和进行比较。MBR器件随后向主机确认数据是否成功被接收。随后，主机可以决定是重新发送数据还是发出指令，要求将数据存储到闪存中。

2. 接下来检查MBR器件将从主机接收到的数据保存到闪存这一阶段的数据情况。一旦将数据保存到闪存，MBR器件会计算闪存中存储的数据的校验和，并将其与主机发送的原始校验和进行比较。MBR器件随后向主机确认数据是否成功被存储。读取信息时，主机可再次发送数据，或重新发出指令，要求将数据保存到闪存中。

3. 再下一步就是对MBR器件复位后根据闪存中存储的设置采取行动这一阶段的检查。每次复位后，MBR器件都计算闪存中存储的设置的校验和，并将其与闪存保存设置时所存储的校验和进行比较。如果校验和不一致，MBR器件就采用备份或闪存中其它部分保存的原始数据。在极罕见的情况下，两个版本都损坏，这时数据就采用出厂前默认的设置。

这种预防性措施通常被视为断电故障安全机制的一部分。