SGL8022W,触控触摸调光芯片IC,APS8022W-单片机开发,PCBA加工,遥控器定制开发

一、概述

APS8022W、APS8022WS、APS8023W是为实现人体触摸界面而设计的一款电容式触摸控制芯片。可替代机械式轻触按键，实现防水防尘、密封隔离、坚固美观的操作界面。使用该芯片可以实现LED 灯光的触摸开关控制和亮度调节。

二、特性

1、工作电压范围：2.3～5.5V。

2、待机功耗低,待机电流：10uA@VDD=5V &CMOD=10nF；7uA@VDD=3V & CMOD=10nF。

3、按键响应时间：小于100ms。

4、控制信号输出频率达32KHz，无频闪现象。

5、HBM ESD：±5KV以上。

6、内置稳压源、上电复位、低压复位、环境自适应算法、高效数字滤波算法等多种措施，可靠性高。

7、抗电源干扰及手机干扰特性好，近距离、多角度手机干扰情况下触摸响应灵敏度及可靠性不受影响。

8、高灵敏度(用户可自行调节)。

9、按键感应盘大小：大于3mm*3mm,根据不同面板材质跟厚度而定，可以直接用大面积金属片。

10、按键感应盘材料：PCB铜箔，金属片，平顶锥形弹簧，导电橡胶，导电玻璃的ITO层等。

11、面板厚度：0～12mm，根据不同的面板材质有所不同。

12、面板材质：绝缘材料，如有机玻璃，普通玻璃，钢化玻璃，塑胶，木材，纸张，陶瓷，石材等。

13、高防水性能，芯片内置防水算法。在防水模式下，无论面板上有溅水、漫水甚至完全被水淹没，按键都可以正确快速的响应。不同于目前一般感应按键在面板溅水、漫水时容易误动作，积水后反应迟钝或误响应的情况。

三、应用范围

触摸台灯、触摸化妆镜灯、触摸直播灯。

四、封装及引脚定义

1、封装及引脚定义

APS8022W，SOP8

APS8022WS，SOP8

APS8023W，SOP8

2、引脚定义描述

NO.	APS8022W	APS8022WS	APS8023W	I/O	描述
1	NC	OPT3	OPT3	I	选项输入脚3。
2	CMOD	CMOD	CMOD	I/O	灵敏度调节采样电容输入脚(建议误差小于10%的X7R电容)。
3	VDD	VDD	VDD	P	电源正。
4	VSS	VSS	VSS	P	电源负。
5	TCH	TCH	TCH	I	触摸输入脚。
6	OPT1	OPT1	OPT1	I	选项输入脚1。
7	SO	SO	SO1	I/O	PWM输出脚1。
8	OPT2	OPT2	OPT2/SO2	I/O	选项输入脚2，PWM输出脚2。

引脚类型：

I：CMOS输入。 O：CMOS输出。

I/O：CMOS输入/输出。 P：电源/接地。

五、APS8022W功能描述

TCH触摸输入对应SO灯光控制输出(PWM)。共有四种功能可选，由OPT1/OPT2管脚上电前的输入状态来决定。芯片管脚有内部上拉，悬空为1，接GND为0，具体如下表：

模式	OPT1	OPT2	输出	调光方式
1	1	1	单	亮度无记忆无缓冲	无级调光
2	0	1	单	亮度无记忆有缓冲	无级调光
3	1	0	单	亮度有记忆有缓冲	无级调光
4	0	0	单	顺序低->中->高->灭	三段调光

详细功能说明如下：

1、模式1：亮度无记忆无缓冲LED触摸无级调光功能

(1)、TCH触控输入对应SO的 PWM调光LED输出。初始上电时，灯为关灭状态。

(2)、短按触摸（触摸持续时间小于550ms）时，可实现灯光的亮灭控制。一次短按触摸，灯亮；再一次短按触摸，灯灭；如此循环。灯光点亮或关灭时，亮度无缓冲。且灯光点亮初始亮度固定为90%占空比。

(3)、长按触摸（触摸持续时间大于550ms）时，可实现灯光无级亮度调节。一次长按触摸，灯光亮度逐渐增加，松开时灯光亮度停在松开时刻对应的亮度，若长按时间超过3秒钟，则灯光亮度达到更大亮度后不再变化；再一次长按触摸，灯光亮度逐渐降低，松开时灯光亮度停在松开时刻对应的亮度，若长按时间超过3秒钟，则灯光亮度达到最小亮度后不再变化；如此循环。

(4)、更低亮度的PWM信号占空比为2%，更高亮度为，关灯情况下长按触摸也可以开灯，此时按键按下后先以更高亮度点灯，若超过550ms后仍未松开，则向下无级调光。

(5)、短按触摸和长按触摸可以在任何时候随意使用，相互之间功能不受干扰和限制。

2、模式2：亮度无记忆有缓冲的LED触摸无级调光功能

在模式1的基础上，在点击触摸开灯和关灯时，通过使灯光由一个较低亮度平滑过渡到开灯初始亮度，在点击触摸关灯时，使灯光由当前亮度平滑降低直至关灭，从而达到亮度平滑变化的视觉缓冲效果，起到保护眼睛和视力的效果。

3、模式3：亮度有记忆有缓冲的LED触摸无级调光功能

(1)在模式2的基础上增加了亮度记忆功能。即在电源不断电的情况下，每次短按触摸关灯时的亮度会被记忆，下次短按触摸开灯时会以此亮度作为初始亮度。

(2)初始上电或断电后重新上电，次开灯的初始亮度固定为90%更高亮度，次调光的方向固定为向下调光。

(3)未断电短按开灯后次长按调光的方向由之前记忆的亮度值来决定，若记忆亮度值大于50%，则向下调光；若记忆亮度值小于50%，则向上调光。

4、模式4：LED 三段触摸调光功能

(1)、初始上电时，SO输出全低电平，灯为关灭状态。

(2)、每次点击触摸，灯光亮度按低亮度->中亮度->高亮度->灭依次循环变化，低、中、高三档亮度对应的PWM占空比分别为10%、40%、。

六、APS8022WS功能描述

TCH触摸输入对应SO灯光控制输出（PWM）。共有8种功能可选，由OPT1/OPT2/OPT3管脚上电前的输入状态来决定。芯片管脚有内部上拉，悬空为1，接GND为0，具体如下表：

模式	OPT1	OPT2	OPT3	输出	调光方式
1	1	1	1	单	亮度无记忆无缓冲	无级调光
2	0	1	1	单	亮度有记忆无缓冲	无级调光
3	1	0	1	单	顺序高->中->低->灭循环	三段调光
4	0	0	1	单	顺序低->中->高->灭循环	三段调光
5	1	1	0	单	输出低有效，平时为高电平	同步按键
6	1	0	0	单	输出高有效，平时为低电平	同步按键
7	0	1	0	单	上电输出高电平，按键翻转输出	锁存开关
8	0	0	0	单	上电输出低电平，按键翻转输出	锁存开关

详细功能说明如下：

1、模式1：亮度无记忆无缓冲LED触摸无级调光功能

(1)、TCH触控输入对应SO的 PWM调光LED输出。初始上电时，灯为关灭状态。

(2)、短按触摸（触摸持续时间小于550ms）时，可实现灯光的亮灭控制。一次短按触摸，灯亮；再一次短按触摸，灯灭，如此循环。灯光点亮或关灭时，亮度无缓冲。且灯光点亮的初始亮度固定为90%占空比。

(4)、更低亮度的PWM信号占空比为2%，更高亮度为。关灯情况下长按触摸也可开灯，此时按键按下后先以更高亮度点灯，若超过550ms后仍未松开，则向下无级调光。

(5)、短按触摸和长按触摸可以在任何时候随意使用，相互之间功能不受干扰和限制。

2、模式2：亮度有记忆无缓冲LED触摸无级调光功能：

(1)、在模式1的基础上增加了亮度记忆功能。即在电源不断电的情况下，每次短按触摸关灯时的亮度会被记忆，下次短按触摸开灯时会以此亮度作为初始亮度。

(2)、初始上电或断电后重新上电，次开灯的初始亮度固定为90%占空比，次调光的方向固定为向下调光。

(3)、未断电短按开灯后次长按调光的方向由之前记忆的亮度值来决定，若记忆亮度值大于50%，则向下调光；若记忆亮度值小于50%，则向上调光。

3、模式3、4：LED三段触摸调光功能

(1)、初始上电时，SO输出全低电平，灯为关灭状态。

(2)、每次短按触摸，依OPT1/OPT2/OPT3选择不同，灯光亮度按[高亮度->中亮度->低亮度->灭]依次循环变化，或[低亮度->中亮度->高亮度->灭]依次循环变化。

(3)、低、中、高三档亮度对应的PWM占空比分别为10%、40%、。

4、模式5：同步触摸输出功能

(1)、初始上电时，SO输出为高电平。

(2)、触摸按键后，SO输出变为低电平；触摸松开后，SO输出恢复高电平。

5、模式6：同步触摸输出功能

(1)、初始上电时，SO输出为低电平。

(2)、触摸按键后，SO输出变为高电平；触摸松开后，SO输出恢复低电平。

6、模式7：锁存开关触摸输出功能

(1)、初始上电时，SO输出为高电平。

(2)、每触摸按键一次，SO输出状态翻转一次。

7、模式8：锁存开关触摸输出功能

(1)、初始上电时，SO输出为低电平。

(2)、每触摸按键一次，SO输出状态翻转一次。

七、APS8023W功能描述

TCH触摸输入对应SO1以及SO2两路灯光控制输出(PWM）。SO2/OPT2为输入输出功能复用管脚，既可以用作调光输出SO2，也可以用作选项输入OPT2。共有六种功能可选，由OPT1/OPT2/OPT3管脚上电前的输入状态来决定。芯片管脚有内部上拉，悬空为1，接GND为0，具体如下表：

模式	OPT1	OPT2	OPT3	输出	调光方式
1	1	1	1	单	亮度无记忆无缓冲	无级调光
2	1	1	0	单	亮度有记忆无缓冲	无级调光
3	1	0	1	双	亮度无记忆无缓冲	无级调光
4	1	0	0	双	亮度有记忆无缓冲	无级调光
5	0	0	1	单	顺序低->中->高->灭	三段调光
6	0	0	0	单	顺序高->中->低->灭	三段调光

详细功能说明如下：

1、模式1：亮度无记忆无缓冲单输出LED触摸无级调光功能

(1)、TCH触控输入对应SO1一路PWM调光LED输出。初始上电时，灯为关灭状态。

(2)、短按触摸（触摸持续时间小于550ms）时，可实现灯光的亮灭控制。一次短按触摸，灯亮；再一次短按触摸，灯灭；如此循环。灯光点亮或关灭时，无亮度缓冲。且灯光点亮的初始亮度固定为更高亮度。

(5)、短按触摸和长按触摸可以在任何时候随意使用，相互之间功能不受干扰和限制。

2、模式2：亮度有记忆无缓冲单输出LED触摸无级调光功能：

(2)、初始上电或断电后重新上电，次开灯的初始亮度固定为更高亮度，次调光的方向固定为向下调光。

(3)、未断电短按开灯后次长按调光的方向由之前记忆的亮度值来决定，若记忆亮度值大于50%，则向下调光；若记忆亮度值小于50%，则向上调光。

3、模式3：亮度无记忆无缓冲双输出LED触摸无级调光功能：

在模式1的基础上将输出由一路PWM调光扩展为两路。

(1)、TCH触摸输入对应SO1、SO2两路PWM调光LED输出。初始上电时，两路灯均为关灭状态。

(2)、次短按触摸，路灯（SO1输出驱动）亮；第二次短按触摸，路灯灭，第二路灯（SO2输出驱动）亮；第三次短按触摸，两路灯都灭。

(3)、当某一路灯亮时，长按触摸可对此灯亮度进行无级调光，调节方式同上。

(4)、当两路灯都不亮时，长按触摸会首先点亮路灯，然后再对此路灯进行无级调光。

4、模式4：亮度有记忆无缓冲双输出LED触摸无级调光功能

(1)、在模式3的基础上增加了亮度记忆功能。即在不掉电的情况下，每次触摸关灯或切换到另外一路灯前的亮度会被记忆保存，下次触摸开灯或切换到此路灯时会以此被记忆的亮度点亮LED。如发生断电的话，则重新上电后次触摸开灯或次切换到此路灯时亮度固定为更高亮度。

(2)、未断电短按开灯后次长按调光的方向由之前记忆的亮度值来决定，若记忆亮度值大于50%，则向下调光；若记忆亮度值小于50%，则向上调光。

5、模式5、6：LED三段触摸调光功能

(1)、初始上电时，灯为关灭状态。

(2)、每次短按触摸，依OPT1/OPT2/OPT3选择不同，灯光亮度按[低亮度->中亮度->高亮度->灭]依次循环变化，或[高亮度->中亮度->低亮度->灭]依次循环变化。

八、应用参考电路图

1、APS8022W应用参考电路图

2、APS8022WS应用参考电路图

3、APS8023W单输出应用参考电路图

4、APS8023W双输出应用参考电路图

注意：

(1)、C1、C2、Cm靠近IC，应采取与IC的VDD和VSS管脚最短距离布线。

(2)、芯片第5脚TCH串联的1K电阻作用：1、提高触摸抗干扰能力。2、外部意外进入的电压限流，焊接触摸弹簧或触摸金属盘时，防止电烙铁漏电电压电流进入芯片引起损坏芯片。

(3)、OPT1、OPT2、OPT3管脚建议接到固定电平状态。

(4)、在PCB上从触摸盘到TCH管脚的走线越短越好，且触摸走线与其它走线不得平行或交叉。

(5)、电源供电必须稳定，若电源电压发生快速漂移或跳变，可能造成灵敏度异常或误检测。

(6)、触摸介质，不得含有金属或导电材料成份﹐表面涂料也同样要求。

(7)、触摸盘的形状与面积、以及与TCH引脚间导线长度，均会对触摸感应灵敏度产生影响。

(8)、PCB铺地比例越小(或触摸走线和触摸盘离铺地间距越远)，PCB触摸焊盘与地之间的寄生电容越小，人体触摸后手指电容相对PCB寄生电容变化越大，触摸灵敏度越高，可穿透介质越厚，但易受到外界干扰。

(9)、PCB铺地比例越大(或触摸走线和触摸盘离铺地间距越近)，PCB触摸焊盘与地之间的寄生电容越大，人体触摸后手指电容相对PCB寄生电容变化越小，触摸灵敏度越低，可穿透介质越薄，不易受到外界干扰。

(10)、建议实际应用时兼顾灵敏度和抗干扰设计PCB的铺地形式。如对穿透介质厚度要求不高，建议增加铺地比例以提高抗干扰性能。

九、灵敏度调节

1、灵敏度调节电容

芯片CMOD管脚为灵敏度调节采样电容输入口，根据实际情况采用不同介质、介质不同厚度、产品结构、PCB布线铺地情况，可通过调整CMOD与GND之间的Cm电容来调节触摸灵敏度，达到灵敏度最理想状态。

电容容值越大，灵敏度越高，抗干扰能力降低；电容容值越小，灵敏度越低，抗干扰能力增强。

并不是电容越大就越灵敏，不合适的电容，会导致过灵敏或反应迟钝，调整依据以手指刚好接触到触摸介质有反应为最理想状态，如果需要用力压才有反应，说明灵敏度不够，如果还没有接触到介质就有反应，说明灵敏度过高。具体应根据实际应用的PCB和产品外壳相结合来调整，定案后生产过程中无需再重新调整。

灵敏度调节电容建议使用精度为10%的X7R电容。以下数据仅供参考，具体以实际为准。

介质类型	CMOD采样电容参考
直接触摸金属外壳	333，±10%，16V，X7R
3mm以内亚克力玻璃	103，±10%，16V，X7R
3-6mm亚克力玻璃	203，±10%，16V，X7R
6-10mm亚克力玻璃	473，±10%，16V，X7R

需要使用在大面积金属直接接触的触控方案上时，建议在触摸布线靠近芯片TCH引脚串联一个102左右的电容，具体容量按实际应用调整为准。

2、影响触摸灵敏度的因素

影响触摸灵敏度的因素主要有以下几个方面：

（1）、按键离芯片的距离。离芯片越近的按键，其触摸效果越好，反之则越差。因此用户在PCB布局的时候，尽量将芯片放置在相距最远的两个按键的中间位置。

（2）、按键至芯片的连线线宽。按键至芯片走线越细,触摸效果越好,反之则越差。因此尽量使按键至芯片之间连线更细。

（3）、按键至芯片的连线和其它信号线（包括地线）的距离。距离越远，则其它信号线对触摸按键的影响越小，建议触摸按键至芯片的连线尽量远离其它信号线。不同触摸按键与芯片连线的相互影响很小，因此可以靠的比较近。

（4）、触摸按键和面板的接触面积。面积越大、接触越紧密，触摸效果越好，反之越差。

（5）、触摸面板的材质和厚度。面板越薄，触摸效果越好，反之越差。用玻璃、微晶板等材质做成的面板，其触摸效果要比用塑料、有机玻璃等材质做成的面板好。而金属材质的面板无法检测触摸按键。

十、注意事项

1、电源部分

如果电源的纹波幅度达到了0.2V，建议对电源做特别处理，比如电源部分增加稳压LDO或滤波电路等。

2、PCB设计

用户在设计PCB 的时候，应该注意以下几个方面：

（1）、芯片的滤波电容尽量紧靠着芯片，过电容的连线应不宽于电容焊盘。

（2）、触摸按键检测部分的地线应该单独连接成一个独立的地，再有一个点连接到整机的共地。

（3）、避免高压、大电流、高频操作的主板与触摸电路板上下重叠安置。如无法避免，应尽量远离高压大电流的期间区域或在主板上加屏蔽。

（4）、感应盘到触摸芯片的连线尽量短和细，如果PCB 工艺允许尽量采用5mil的线宽。

（5）、感应盘到触摸芯片的连线不要跨越强干扰、高频的信号线。

（6）、感应盘到触摸芯片的连线周围0.5mm 不要走其它信号线。

（7）、如果直接使用PCB 板上的铜箔图案作触摸感应盘，应使用双面PCB 板。触摸芯片和感应盘到IC 引脚的连线应放在感应盘铜箔的背面（BOTTOM）。感应盘应紧贴触摸面板。

（8）、感应盘铜皮面的铺铜应采用网格图案，并且网格中铜的面积不超过网格总面积的40%。铺铜必须离感应盘有0.5mm以上的距离。原则是感应盘到IC 连线的背面如果铺铜必须采用如图所示的图案，铜的面积不超过网格总面积的40%。

十一、电气参数

1、电气特性极限参数

参数	标号	条件	范围	单位
供电电压	VDD	─	-0 to +6.0	V
输入电压	VI	所有I/O口	-0.3 to VDD+0.3	V
工作温度	TA	─	-20 to +70	℃
储藏温度	TSTG	─	-40 to +125	℃

2、直流特性(如无特殊说明VDD=2.3V～5.5V，Temp = 25ºC)

参数

标号

条件

最小值

典型值

更大值