白皮书下载｜车规3D触控方案白皮书

随着智能触摸和智能表面概念在汽车应用中的兴起，纯电容式触摸技术被广泛应用于汽车内外装饰应用中，取代了传统的机械按键，在一定程度上提升了汽车中的人机交互体验感和科技感。然而，随着越来越多的人机交互应用场景的出现，以及基于传统纯电容方案的汽车大规模进入市场，纯电容触控方案的弊端从开发端到用户端已经越来越明显。包括按键的误触、多个按键的盲目操作、水的误触发、EMC抗干扰等等，都给智能触摸和智能表面在汽车上更大范围的应用和普及造成了一定的障碍。业界也在积极思考如何在可接受的成本范围内，通过技术迭代改进，解决现有的痛点，提高方案的可靠性。在这种背景下，泰西威倡导的双模3D触控芯片及其整体方案应运而生。整个方案由泰西微公司开发的专用人机交互MCU和深圳纽迪瑞公司开发的基于惠斯通电桥的柔性压力传感器组成。整体方案解决了现有纯电容触控的所有痛点，成本可控，生产力强。方案中包含的芯片和传感器均通过了相关的AEC-Q100/200测试认证。本文后面几页将更详细地介绍相关方案的市场、技术和应用。

本白皮书面向从事汽车人机交互、智能内外饰相关应用的技术和营销人员、汽车相关行业分析师和行业投资机构。希望能给行业带来一些参考价值。

可以通过扫描以下二维码下载完整的白皮书:

市场调查和需求分析

智能钥匙和智能表面市场概述

随着新能源技术的发展，汽车动力系统越来越难以区分。汽车行业的发展已经从基于机械和内燃机系统的动力系统的竞争，演变为智能、舒适和科技感的竞争，带来了整个生态系统的快速进化。

智能按钮和智能表面作为汽车智能化的重要组成部分，目前正处于快速发展阶段。随着由仪表、娱乐、空调等独立单元组成的传统驾驶舱向驾驶舱域+ADAS域的快速演进，集成的透屏和双屏越来越多地用于新发布的车型中，传统中控部分用于调节空调和娱乐导航等功能的机械按钮被集成到大显示屏中或转换为智能按钮并转移到其他位置。对于集成在显示屏中的功能键，面临多层菜单的操作复杂度，更适合集成娱乐、导航、通讯等与驾驶、车身控制无关的功能；对于一些常用且用户希望快速响应的与车辆驾驶和车身控制相关的功能，按钮形式将更适合方便和安全，但受限于可用面积和空间，占用空间较大的机械按钮将被转化为更小的智能按钮，并转移到显示屏的下部、档位控制面板或多功能方向盘上。智能按键不仅具有结构件体积小、重量轻的优势，还能改善触觉反馈、声音反馈、光效反馈等用户体验。，并且它们在汽车中的应用正在迅速增加。

图1基于传统机械钥匙的室内装饰

图2大屏幕+智能按钮

智能表面是未来汽车内外饰的发展方向。它通过在室内外装修材料中加入电子产品结构，实现了塑电一体化，在我们不需要的时候隐藏起来，必要的时候通过靠近、手势或语音控制激活，得到反馈和响应。在信息显示方面，智能面可以将车内的所有功能无缝集成到一个统一的面上，实现无缝连接。

在未来，汽车的每个表面都可以是智能表面。我们只需要在车内覆盖的表面上移动双手，就会出现一个交互界面或者动态氛围灯。这些表面可以和我们互动，根据用户的需求出现在合适的地方。有很多方法可以展示它们:

●方向盘智能表面设计:通过触摸、按压或手势可以触发转向信号、车载娱乐系统控制、汽车排挡速度控制等功能。

●车门饰板和把手:后视镜、车窗控制和座椅调节可以通过触摸技术集成。

●智能座椅控制:智能表面用于设置不同的场景，如座椅调节、座椅加热、按摩、一键零重力、环境照明等功能。

智能玻璃和天窗设计，采用特殊的薄膜设计，插入玻璃中，然后通过电子控制信号改变透明度来实现汽车内部氛围灯和图像的控制功能。

图3无处不在的智能表面

智能曲面在设计上的自由度也会变得更加灵活。一方面，我们可以调整居住者的可视功能数量和他们当前的需求；另一方面，也有利于设计师充分发挥想象力，设计出更具高科技感和美感的作品，从而提高内在的视觉和触觉效果。智能表面可以减少多余的按钮和开关，暂时不用的功能可以变暗或消失。在未来，几乎任何表面都可以加载功能，因此多余的空间可以用作存储空间或其他物品。尽量减少车内空隙，从而实现整体内饰风格的无缝统一，扩大空间利用率。

目前，智能表面技术正在快速发展，未来车辆的内部将被一个集视觉美感和功能性于一体的大型智能表面所覆盖。在整体设计上，也让消费者感受到更多的设计感和科技感。智能按钮作为人机交互的基本形式，将是智能按钮的基本组成部分。

除了内饰部分的应用，外饰部分在智能按键和智能表面的应用也发展迅速。比如隐藏式触摸门把手的应用，让车辆外观更加美观节能，尾门踢开控制器解决了用户双手拿东西时打开尾门的困难。智能B柱作为共享汽车的输入板块，也呈现出越来越多的应用案例。

基于以上情况，预计每辆自行车的智能按钮芯片数量将达到20至30个之多，这对整车的智能体验和成本越来越重要，相应方案的选择也越来越重要。

智能钥匙和智能面系统的组成及方案选择

智能按键的人机交互主要包括感知和反馈两部分。感知部分主要是利用各种传感器来可靠识别用户的触摸动作，主要有电容式、电阻式、红外式、电感式等。反馈部分是对用户的操作进行反馈，确认操作成功。两者结合，在功能和用户习惯上完全可以替代传统的机械按键，同时外观更加美观，占用空间更少，提升整车科技感。

在智能钥匙的技术选型上，电容式触摸方案作为最通用、性价比最高的方案被广泛采用，但也存在很多问题，如防水问题、防误操作问题、防电磁干扰问题、装配精度问题等。这是单个电容检测难以完美解决的问题。多模方案自然成为业界寻求的改进方案。其中压力和红外是最常用的方案。其中红外探测主要使用高成本的光电转换器件，对装配精度要求较高。而且信号输出与地表变形的关系也是非线性的，对环境变化的适应灵敏度较弱。还有电容式或电阻式压力检测方法，其中电容式压力法要求两片电容膜之间为真空环境，支撑面需要平整，压力和电容变化呈非线性，在工程实践中面临许多难以克服的挑战。作为一种新型的检测方式，电阻式压力传感器具有高线性度、灵活组装、高灵敏度和低功耗等特点，将成为多模式触控的首选方案，并得到越来越多业界客户的认可。

传统电容式触摸方案介绍

根据感应方式的不同，传统的触摸方案大致可以分为四类:电阻式、电容式、红外线和超声波。目前大部分应用(包括汽车)都采用电容式触控。

电容式触摸可分为自含式和互含式两种检测方式，应用原理不同，应用场合也不同。

图4是自含式触摸的原理示意图。自电容检测使用电极，触摸芯片会检测电极与地之间的电容。如果将手指放在传感器上，测得的电容将会增加。自电容感应最适合单点触摸传感器，比如按钮。

图古……4独立触摸原理

图5是自电容原理的示意图。互电容感应将测量两个电极之间的电容。其中一个电极称为发射电极(TX ),另一个称为接收电极(RX)。在互电容测量系统中，数字电压(VDDD和GND之间的信号切换)提供给TX引脚，并测量RX引脚上接收的电荷。RX电极接收的电荷与两个电极之间的互电容(Cx)成正比。当手指放在TX和RX电极之间时，互电容Cx将降至。由于互电容的减少，RX电极上接收的电荷也将减少。互电容效应最适合多点触控系统，比如触摸屏和触摸板。

图5相互触摸原理

图6是对自带电容式触摸工作原理的介绍，分为触摸状态和非触摸状态。

图6独立工作原理

非触摸状态下的物理模型如上图所示。整个系统将由三个等效电容组成，一个是寄生电容Cp(寄生电容)，一个是电极电容Ce(电极电容)，一个是地回路电容Cg(地回路电容)。这三个电容不是静态的，它们会因周围环境的变化而变化，所以在非触摸状态下，电容值会有波动，这就是所谓的电容本底噪声。需要通过软件进行修正，保证不会因为周围环境的变化而出现误判。

图7基于自电容的人体感应原理。

如图7所示，人体靠近电容检测电极时的物理模型如上图所示，与不靠近时相比将增加一个触摸电容Ct(touch cap)。人体离电容检测电极越近，Ct就会越大。当电容变化在一定时间范围内达到一定阈值时，我们就可以判断有触摸事件发生。

虽然自含式触摸在汽车上应用广泛，但也存在一些难以解决的问题，主要有:

1.防水效果差

像车窗附近的汽车外观和汽车内饰部件，很容易碰到一些水滴或者水流，电容式触摸在这种场景下很容易产生一些误操作。比如门把手、尾门开关、车窗升降开关，在雨天或者洗车场景下容易出现误判。

2.容易误触低阻抗的物体。

因为电容式触摸的检测原理是在短时间内检测周围环境介电常数的变化来判断是否有触摸动作，所以当有低阻抗或介电常数与人体相近的物体(如金属)靠近时，很容易做出反应。

3.抗电磁干扰能力差

由于电容触摸采用共模检测，电容检测电极类似于天线，容易对电源纹波和高频噪声干扰造成误触，尤其是EMC测试中射频噪声和电源线、地线噪声的抗干扰效果不佳。

4.盲目锻炼效果差

用户不经意的操作会造成误触发，比如方向盘控制器。在驾驶过程中需要驾驶员盲目操作的场景下，手很大概率会触碰到电容式按键较多的触摸区域。

5.对开发者的技术能力要求很高。

由于电容式触控抗干扰性差，对周围器件的高频干扰容易产生串扰，因此在结构堆叠、版图设计和器件放置，以及触控算法的调试等方面都有一定的难度，开发周期长。所以在设计过程中，对结构工程师、硬件工程师、软件工程师的要求都非常高。

基于纯电容式触摸存在的诸多问题，越来越多的人机交互触摸方案开始考虑集成压力检测技术。通过压力检测判断按压动作，常用的压力检测技术……逻辑包括电容式压力传感检测、电感式压力传感检测、红外压力传感检测、MEMS压力传感检测和惠斯通电桥压力传感检测技术。

主要压力传感技术路线分析

电容式压力传感器检测技术

电容式压力传感器的检测技术需要在压力检测位置搭建一个电容，检测按压过程中电容的电容变化来判断按压动作。随着智能触摸和智能表面概念在汽车应用中的兴起，纯电容式触摸技术被广泛应用于汽车内外装饰应用中，取代了传统的机械按键，在一定程度上提升了汽车中的人机交互体验感和科技感。然而，随着越来越多的人机交互应用场景的出现，以及基于传统纯电容方案的汽车大规模进入市场，纯电容触控方案的弊端从开发端到用户端已经越来越明显。包括按键的误触、多个按键的盲目操作、水的误触发、EMC抗干扰等等，都给智能触摸和智能表面在汽车上更大范围的应用和普及造成了一定的障碍。业界也在积极思考如何在可接受的成本范围内，通过技术迭代改进，解决现有的痛点，提高方案的可靠性。在这种背景下，泰西威倡导的双模3D触控芯片及其整体方案应运而生。整个方案由泰西微公司开发的专用人机交互MCU和深圳纽迪瑞公司开发的基于惠斯通电桥的柔性压力传感器组成。整体方案解决了现有纯电容触控的所有痛点，成本可控，生产力强。方案中包含的芯片和传感器均通过了相关的AEC-Q100/200测试认证。本文后面几页将更详细地介绍相关方案的市场、技术和应用。

本白皮书面向从事汽车人机交互、智能内外饰相关应用的技术和营销人员、汽车相关行业分析师和行业投资机构。希望能给行业带来一些参考价值。

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市场调查和需求分析

智能钥匙和智能表面市场概述

随着新能源技术的发展，汽车动力系统越来越难以区分。汽车行业的发展已经从基于机械和内燃机系统的动力系统的竞争，演变为智能、舒适和科技感的竞争，带来了整个生态系统的快速进化。

智能按钮和智能表面作为汽车智能化的重要组成部分，目前正处于快速发展阶段。随着由仪表、娱乐、空调等独立单元组成的传统驾驶舱向驾驶舱域+ADAS域的快速演进，集成的透屏和双屏越来越多地用于新发布的车型中，传统中控部分用于调节空调和娱乐导航等功能的机械按钮被集成到大显示屏中或转换为智能按钮并转移到其他位置。对于集成在显示屏中的功能键，面临多层菜单的操作复杂度，更适合集成娱乐、导航、通讯等与驾驶、车身控制无关的功能；对于一些常用且用户希望快速响应的与车辆驾驶和车身控制相关的功能，按钮形式将更适合方便和安全，但受限于可用面积和空间，占用空间较大的机械按钮将被转化为更小的智能按钮，并转移到显示屏的下部、档位控制面板或多功能方向盘上。智能按键不仅具有结构件体积小、重量轻的优势，还能改善触觉反馈、声音反馈、光效反馈等用户体验。，并且它们在汽车中的应用正在迅速增加。

图1基于传统机械钥匙的室内装饰

图2大屏幕+智能按钮

智能表面是未来汽车内外饰的发展方向。它通过在室内外装修材料中加入电子产品结构，实现了塑电一体化，在我们不需要的时候隐藏起来，必要的时候通过靠近、手势或语音控制激活，得到反馈和响应。在信息显示方面，智能面可以将车内的所有功能无缝集成到一个统一的面上，实现无缝连接。

在未来，汽车的每个表面都可以是智能表面。我们只需要在车内覆盖的表面上移动双手，就会出现一个交互界面或者动态氛围灯。这些表面可以和我们互动，根据用户的需求出现在合适的地方。有很多方法可以展示它们:

●方向盘智能表面设计:通过触摸、按压或手势可以触发转向信号、车载娱乐系统控制、汽车排挡速度控制等功能。

●车门饰板和把手:后视镜、车窗控制和座椅调节可以通过触摸技术集成。

●智能座椅控制:智能表面用于设置不同的场景，如座椅调节、座椅加热、按摩、一键零重力、环境照明等功能。

智能玻璃和天窗设计，采用特殊的薄膜设计，插入玻璃中，然后通过电子控制信号改变透明度来实现汽车内部氛围灯和图像的控制功能。

图3无处不在的智能表面

智能曲面在设计上的自由度也会变得更加灵活。一方面，我们可以调整居住者的可视功能数量和他们当前的需求；另一方面，也有利于设计师充分发挥想象力，设计出更具高科技感和美感的作品，从而提高内在的视觉和触觉效果。智能表面可以减少多余的按钮和开关，暂时不用的功能可以变暗或消失。在未来，几乎任何表面都可以加载功能，因此多余的空间可以用作存储空间或其他物品。尽量减少车内空隙，从而实现整体内饰风格的无缝统一，扩大空间利用率。

目前，智能表面技术正在快速发展，未来车辆的内部将被一个集视觉美感和功能性于一体的大型智能表面所覆盖。在整体设计上，也让消费者感受到更多的设计感和科技感。智能按钮作为人机交互的基本形式，将是智能按钮的基本组成部分。

除了内饰部分的应用，外饰部分在智能按键和智能表面的应用也发展迅速。比如隐藏式触摸门把手的应用，让车辆外观更加美观节能，尾门踢开控制器解决了用户双手拿东西时打开尾门的困难。智能B柱作为共享汽车的输入板块，也呈现出越来越多的应用案例。

基于以上情况，预计每辆自行车的智能按钮芯片数量将达到20至30个之多，这对整车的智能体验和成本越来越重要，相应方案的选择也越来越重要。

智能钥匙和智能面系统的组成及方案选择

智能按键的人机交互主要包括感知和反馈两部分。感知部分主要是利用各种传感器来可靠识别用户的触摸动作，主要有电容式、电阻式、红外式、电感式等。反馈部分是对用户的操作进行反馈，确认操作成功。两者结合，在功能和用户习惯上完全可以替代传统的机械按键，同时外观更加美观，占用空间更少，提升整车科技感。

在智能钥匙的技术选型上，电容式触摸方案作为最通用、性价比最高的方案被广泛采用，但也存在很多问题，如防水问题、防误操作问题、防电磁干扰问题、装配精度问题等。这是单个电容检测难以完美解决的问题。多模方案自然成为业界寻求的改进方案。其中压力和红外是最常用的方案。其中红外探测主要使用高成本的光电转换器件，对装配精度要求较高。而且信号输出与地表变形的关系也是非线性的，对环境变化的适应灵敏度较弱。还有电容式或电阻式压力检测方法，其中电容式压力法要求两片电容膜之间为真空环境，支撑面需要平整，压力和电容变化呈非线性，在工程实践中面临许多难以克服的挑战。作为一种新型的检测方式，电阻式压力传感器具有高线性度、灵活组装、高灵敏度和低功耗等特点，将成为多模式触控的首选方案，并得到越来越多业界客户的认可。

传统电容式触摸方案介绍

根据感应方式的不同，传统的触摸方案大致可以分为四类:电阻式、电容式、红外线和超声波。目前大部分应用(包括汽车)都采用电容式触控。

电容式触摸可分为自含式和互含式两种检测方式，应用原理不同，应用场合也不同。

图4是自含式触摸的原理示意图。自电容检测使用电极，触摸芯片会检测电极与地之间的电容。如果将手指放在传感器上，测得的电容将会增加。自电容感应最适合单点触摸传感器，比如按钮。

图古……4独立触摸原理

图5是自电容原理的示意图。互电容感应将测量两个电极之间的电容。其中一个电极称为发射电极(TX ),另一个称为接收电极(RX)。在互电容测量系统中，数字电压(VDDD和GND之间的信号切换)提供给TX引脚，并测量RX引脚上接收的电荷。RX电极接收的电荷与两个电极之间的互电容(Cx)成正比。当手指放在TX和RX电极之间时，互电容Cx将降至。由于互电容的减少，RX电极上接收的电荷也将减少。互电容效应最适合多点触控系统，比如触摸屏和触摸板。

图5相互触摸原理

图6是对自带电容式触摸工作原理的介绍，分为触摸状态和非触摸状态。

图6独立工作原理

非触摸状态下的物理模型如上图所示。整个系统将由三个等效电容组成，一个是寄生电容Cp(寄生电容)，一个是电极电容Ce(电极电容)，一个是地回路电容Cg(地回路电容)。这三个电容不是静态的，它们会因周围环境的变化而变化，所以在非触摸状态下，电容值会有波动，这就是所谓的电容本底噪声。需要通过软件进行修正，保证不会因为周围环境的变化而出现误判。

图7基于自电容的人体感应原理。

如图7所示，人体靠近电容检测电极时的物理模型如上图所示，与不靠近时相比将增加一个触摸电容Ct(touch cap)。人体离电容检测电极越近，Ct就会越大。当电容变化在一定时间范围内达到一定阈值时，我们就可以判断有触摸事件发生。

虽然自含式触摸在汽车上应用广泛，但也存在一些难以解决的问题，主要有:

1.防水效果差

像车窗附近的汽车外观和汽车内饰部件，很容易碰到一些水滴或者水流，电容式触摸在这种场景下很容易产生一些误操作。比如门把手、尾门开关、车窗升降开关，在雨天或者洗车场景下容易出现误判。

2.容易误触低阻抗的物体。

因为电容式触摸的检测原理是在短时间内检测周围环境介电常数的变化来判断是否有触摸动作，所以当有低阻抗或介电常数与人体相近的物体(如金属)靠近时，很容易做出反应。

3.抗电磁干扰能力差

由于电容触摸采用共模检测，电容检测电极类似于天线，容易对电源纹波和高频噪声干扰造成误触，尤其是EMC测试中射频噪声和电源线、地线噪声的抗干扰效果不佳。

4.盲目锻炼效果差

用户不经意的操作会造成误触发，比如方向盘控制器。在驾驶过程中需要驾驶员盲目操作的场景下，手很大概率会触碰到电容式按键较多的触摸区域。

5.对开发者的技术能力要求很高。

由于电容式触控抗干扰性差，对周围器件的高频干扰容易产生串扰，因此在结构堆叠、版图设计和器件放置，以及触控算法的调试等方面都有一定的难度，开发周期长。所以在设计过程中，对结构工程师、硬件工程师、软件工程师的要求都非常高。

基于纯电容式触摸存在的诸多问题，越来越多的人机交互触摸方案开始考虑集成压力检测技术。通过压力检测判断按压动作，常用的压力检测技术……逻辑包括电容式压力传感检测、电感式压力传感检测、红外压力传感检测、MEMS压力传感检测和惠斯通电桥压力传感检测技术。

主要压力传感技术路线分析

电容式压力传感器检测技术

电容式压力传感器的检测技术需要在压力检测位置搭建一个电容，检测按压过程中电容的电容变化来判断按压动作。电容器由两个相互面对的平行导体和夹在它们之间的绝缘介质组成，其电容为

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其中包括:

ε是两平行导体间绝缘介质的相对介电常数；

a是两个平行导体所覆盖的面积；

d是两个平行导体之间的距离；

c是电容；

当ε、a或d发生变化时，电容c也会发生变化。

电容式压力传感器检测技术是一种通过改变按压时两平行导体之间的距离来实现电容变化的技术。

可见，实现电容式压力传感器检测的关键是在按压位置建立一个稳定、一致、可靠的电容，按压时能产生一定的行程距离。

因此，在设计电容时，必须确保:

①电容器的两平行导体在空间上应完全重叠，两导体间的距离应一致。

②检测电路可以有效地检测按压过程中适当的位移行程引起的电容变化。

(3)绝缘介质的相对介电常数在各种使用环境下是一致的。

上述条件对电容器的载体结构和平行导体的生产和装配精度要求极高，甚至需要在两平行导体之间构建一个封闭的环境，并充入特定的气体，以保证电容器中绝缘介质的相对介电常数在各种使用环境下保持不变，从而保证产品的性能和一致性，生产难度和成本极高。

电容检测多采用电容触摸的检测原理，所以这种检测技术不仅有构建电容的难度，还有电容触摸固有的缺陷，比如防水误触、EMC、手套触摸等，降低了客户体验。

电感式压力传感器检测技术

电感式压力传感器检测技术是利用电磁感应原理将压力转化为电感线圈自感的变化，再通过测量电路将其转化为电压或电流的变化来判断按压操作的检测技术。

电感式压力传感器又称变磁阻压力传感器，由铁芯、线圈和电枢组成。如图8所示:

图8感应压力传感原理

线圈缠绕在铁芯上，铁芯和衔铁均由导磁材料制成。电枢与铁芯之间的气隙距离为d，根据电磁感应定律，线圈电感的近似计算公式为:

6

其中包括:

n是缠绕在铁芯上的线圈的匝数；

μ0是空气的渗透性；

Ae是铁芯的截面积；

d是铁芯和电枢之间的气隙厚度；

l是线圈电感；可以看出，磁路的气隙磁阻可以仅通过改变铁芯和电枢之间的气隙或气隙横截面积来改变。

当压力作用在电枢上时，电枢与铁芯之间的气隙d发生变化，引起气隙中的磁阻发生变化，从而导致线圈电感的变化。然后是处理电路，常用的处理电路有交流桥式、变压器式和谐振式等。，将这个电感的变化转换成相应的电信号输出，从而达到判断按压动作的目的。

电感式压力传感器具有结构相对简单、无活动电触点、使用寿命长、工作可靠等优点。其致命的缺点是低频响应，不适合需要快速动态检测的应用场景。

红外压力传感器检测技术

红外压力传感器检测技术是一种利用红外的物理特性来检测按压位移的传感器检测技术。

红外线是一种不可见光，具有光的所有特性，如透射、反射、折射、散射、吸收等。红外传感器根据红外光产生的方式可以分为主动式红外传感器和被动式红外传感器。在红外压力传感器的检测技术中，采用了主动式红外传感器。

主动红外传感器技术主要采用发射和接收的系统结构。发射器由电源、光源和光学系统组成，接收器由光学系统、光电传感器、放大器和信号处理组成。发射器中的红外发光二极管在电源的激励下发出调制后的红外光束，由红外接收器接收，将光信号转换成电信号，经电路处理后传输给MCU进行处理。以便在发射器和接收器之间形成由红外光束组成的警戒线。正常情况下，接收器接收到稳定的光信号。当发射器和接收器对不准时，或者红外光的反射和折射距离发生变化时，红外光束会被完全或部分遮挡，使接收器接收到的红外信号发生变化，输出电信号的强度发生变化，从而检测到位移。

使用主动式红外传感器检测位移时，需要保证以下条件:

①发射器和接收器的安装位置需要在同一平面，且夹角固定，以保证发射器发出的红外光被接收器有效接收。

(2)发生位移时，发射器和接收器之间的位移需要足够大，以保证能够检测到红外信号的变化。因为机械位移行程，结构上会有缝隙，会带来防水问题，需要额外的结构设计来解决防水问题。

(3)发射器发出的红外光束在不同的温度环境下不能有明显的变化。对于环境温度过低的场景，需要专门的加热器来保证探测器的正常工作。

④在整个产品生命周期中，需要为红外检测系统提供一个相对干净、密封的工作环境，避免水汽、灰尘的杂乱情况，保证在相同的位移行程下，产生的信号变化是一致的。

综上所述，利用红外探测技术实现压力感应操作有以下痛点:

①结构不能设计成一体式结构，所以防水。

②红外光发射装置和接收装置的安装位置要求位于同一平面，夹角固定，精度要求高，增加了生产和装配的难度。

③需要额外的防尘防水设计，满足防尘防水的要求，减少红外光束的反射。

LED线性差，软件算法复杂。

⑤系统复杂，功耗大，器件多，成本高。不能用在高密度的重点区域。

MEMS压力传感器检测技术

MEMS压力传感器的检测方案是一种高灵敏度、高灵敏度的压力检测方案集成，采用硅技术。采用MEMS器件作为敏感器件，将触摸表面的形变转化为电压变化，通过芯片内部电路将电压模拟量转化为数字量，再通过芯片内置的比较器来判断按压操作。

这种方案的优点是可以检测到触控面板的微小变形，在理想条件下具有高灵敏度的特点。同时硬件设计简单，没有设计门槛。同时，在产品设计、生产工艺和性能方面存在以下问题，限制了其在汽车上大规模应用的可行性:

①传感器芯片体积小、厚度薄、强度低，导致芯片在运输、保压甚至用户使用过程中容易损坏，这是可靠性要求高的汽车应用中首先要避免的问题。

(2)如图9所示，当传感器贴在触摸按压面板底部时，双面胶需要足够的保压时间和压力才能激活，由于MEMS芯片表面的应力强度有限，很难保压贴合。

7

图9 MEMS压力传感器表面安装叠层结构

(3)如图10所示，当传感器采用简支梁方案将力从触摸面板直接传导到传感器表面时，由于MEMS芯片表面的应力强度有限，要求简支梁端部与传感器表面之间的位移行程控制在0.1mm±0.05mm以内。对结构和装配精度提出了很高的要求，大大增加了生产难度和生产成本。

8

图10 MEMS压力传感器的简支梁叠层结构

(4)由于传感器位于芯片的底部，焊料的水平和焊接的饱满度对芯片的灵敏度影响很大，对焊接技术要求很高。

MEMS压力传感器的输出是ADC采集的数字信号，无法直接测量传感器桥臂电阻，可测程度低。

⑥对于大面积智能表面应用，需要多个传感器覆盖整个表面。MEMS压力传感器由传感器和测量芯片封装而成，无法在单个芯片上支持多个压力传感器，导致整体成本较高。

惠斯通电桥柔性压力传感器检测技术

基本原理

惠斯通电桥柔性压力传感器是一种基于压阻材料的微型压力传感器，它利用惠斯通电桥结构将触摸表面的按压变形转换成电压变化的模拟量。它可以同时检测拉伸应变和压缩应变，如果受到压缩力，其电阻值会被限制得更小；如果受到拉力，其电阻值会显著增加。

传感器的原理如图11所示:

9

图11惠斯通电桥的传感原理

传感器产生的信号和曲率之间的关系如下:

0

其中包括:

k:应变系数

ε:应变

Vcc:传感器电源电压

在这种压力传感器检测技术中，影响检测灵敏度的关键因素有两个，一是传感器的供电质量，二是温度的影响。传感器的电阻值随温度而变化。如果桥臂上的电阻处于不同的温度区域，电阻值的温度变化不一样，会带来测量误差。上海泰西微电子有限公司的TCAE31A从硬件和软件两方面很好的解决了这两个问题。TCAE31A芯片内部为传感器提供了高质量、低纹波的电源。温度对传感器的影响可以通过泰西微提供的软件算法进行实时修正和补偿。

基于TCAE31A低至3.6uV的电压分辨率和传感器的灵敏度，有效范围的曲率半径可达0.91至1944米，具有极高的灵敏度、变形和耐压能力。

独特的优势

惠斯通电桥柔性压力传感器检测技术具有以下优点:

①灵敏度高，面板的微小变形能产生较大的电压差，可直接检测面板的变形。

②面板材质要求宽松，适用性强。

(3)面板一体化，容易实现整体防水。

(4)安装方便。你可以把它贴在触摸面板的底部，或者贴在印刷电路板上。选择简支梁将力传导到PCB上，简支梁的作用点不需要作用在传感器上。

柔性压力传感器表面贴装方案的叠层结构如图12所示:

1

图12柔性压力传感器的叠层结构。

柔性压力传感器简支梁方案的叠层结构如图13所示:

2

图13柔性压力传感器简支梁的叠层结构

⑤装配精度不高，生产成本低。

⑥具有正压阻效应，输出线性度高。

⑦承压能力极高，不易损坏。

⑧技术成熟稳定，已在各种世界知名电子产品品牌生产上亿片，并经过大规模产业化验证和技术迭代。

⑨在多传感器应用中，传感器可以共用一个专用芯片，整体成本较低。

常见问题/常见问题

以下是一些关于这种传感技术的常见问题，供大家参考。

1.如何考虑高低温、剧烈震动导致的PCB材料、胶材、压力传感器、外壳材料的变形问题导致的数据误判？

a)本方案选用的传感器在选材上避免了具有强粘弹性的高分子材料，能够有效控制振动、高低温等环境变化的影响。同时，针对温度冲击对压力灵敏度虚警的影响，也对算法和方案进行了优化，即通过实时基线跟踪修正所有相关环节引起的漂移，可以有效避免温度冲击引起的虚警。整个实现方案，从传感器材料的选择和设计，到芯片的硬件电路设计，再到算法，都有相应的原创专利技术，保证整个方案在环境变化中的高可靠性。

b)机械振动对PCB材料、胶材、压力传感器的影响主要体现在金属疲劳和信噪比上。金属疲劳主要集中在焊料上，焊料在汽车电子中的应用非常广泛，也非常成熟。信噪比主要由超低噪声信号调理电路、共模抑制电路和s……芯片中实现的ll信号放大电路。积分噪声低至10nV√Hz，整个链路的有效分辨率为22bit，保证了整个信号链路的高信噪比性能。电容器由两个相互面对的平行导体和夹在它们之间的绝缘介质组成，其电容为

4

其中包括:

ε是两平行导体间绝缘介质的相对介电常数；

a是两个平行导体所覆盖的面积；

d是两个平行导体之间的距离；

c是电容；

当ε、a或d发生变化时，电容c也会发生变化。

电容式压力传感器检测技术是一种通过按压时改变两平行导体之间的距离来实现电容变化的技术。

可见，实现电容式压力传感器检测的关键是在按压位置建立一个稳定、一致、可靠的电容，按压时能产生一定的行程距离。

因此，在设计电容时，必须确保:

①电容器的两平行导体在空间上应完全重叠，两导体间的距离应一致。

②检测电路可以有效地检测按压过程中适当的位移行程引起的电容变化。

(3)绝缘介质的相对介电常数在各种使用环境下是一致的。

上述条件对电容器的载体结构和平行导体的生产和装配精度要求极高，甚至需要在两平行导体之间构建一个封闭的环境，并充入特定的气体，以保证电容器中绝缘介质的相对介电常数在各种使用环境下保持不变，从而保证产品的性能和一致性，生产难度和成本极高。

电容检测多采用电容触摸的检测原理，所以这种检测技术不仅有构建电容的难度，还有电容触摸固有的缺陷，比如防水误触、EMC、手套触摸等，降低了客户体验。

电感式压力传感器检测技术

电感式压力传感器检测技术是利用电磁感应原理将压力转化为电感线圈自感的变化，再通过测量电路将其转化为电压或电流的变化来判断按压操作的检测技术。

电感式压力传感器又称变磁阻压力传感器，由铁芯、线圈和电枢组成。如图8所示:

图8感应压力传感原理

线圈缠绕在铁芯上，铁芯和衔铁均由导磁材料制成。电枢与铁芯之间的气隙距离为d，根据电磁感应定律，线圈电感的近似计算公式为:

6

其中包括:

n是缠绕在铁芯上的线圈的匝数；

μ0是空气的渗透性；

Ae是铁芯的截面积；

d是铁芯和电枢之间的气隙厚度；

l是线圈电感；可以看出，磁路的气隙磁阻可以仅通过改变铁芯和电枢之间的气隙或气隙横截面积来改变。

当压力作用在电枢上时，电枢与铁芯之间的气隙d发生变化，引起气隙中的磁阻发生变化，从而导致线圈电感的变化。然后是处理电路，常用的处理电路有交流桥式、变压器式和谐振式等。，将这个电感的变化转换成相应的电信号输出，从而达到判断按压动作的目的。

电感式压力传感器具有结构相对简单、无活动电触点、使用寿命长、工作可靠等优点。其致命的缺点是低频响应，不适合需要快速动态检测的应用场景。

红外压力传感器检测技术

红外压力传感器检测技术是一种利用红外的物理特性来检测按压位移的传感器检测技术。

红外线是一种不可见光，具有光的所有特性，如透射、反射、折射、散射、吸收等。红外传感器根据红外光产生的方式可以分为主动式红外传感器和被动式红外传感器。在红外压力传感器的检测技术中，采用了主动式红外传感器。

主动红外传感器技术主要采用发射和接收的系统结构。发射器由电源、光源和光学系统组成，接收器由光学系统、光电传感器、放大器和信号处理组成。发射器中的红外发光二极管在电源的激励下发出调制后的红外光束，由红外接收器接收，将光信号转换成电信号，经电路处理后传输给MCU进行处理。以便在发射器和接收器之间形成由红外光束组成的警戒线。正常情况下，接收器接收到稳定的光信号。当发射器和接收器对不准时，或者红外光的反射和折射距离发生变化时，红外光束会被完全或部分遮挡，使接收器接收到的红外信号发生变化，输出电信号的强度发生变化，从而检测到位移。

使用主动式红外传感器检测位移时，需要保证以下条件:

①发射器和接收器的安装位置需要在同一平面，且夹角固定，以保证发射器发出的红外光被接收器有效接收。

(2)发生位移时，发射器和接收器之间的位移需要足够大，以保证能够检测到红外信号的变化。因为机械位移行程，结构上会有缝隙，会带来防水问题，需要额外的结构设计来解决防水问题。

(3)发射器发出的红外光束在不同的温度环境下不能有明显的变化。对于环境温度过低的场景，需要专门的加热器来保证探测器的正常工作。

④在整个产品生命周期中，需要为红外检测系统提供一个相对干净、密封的工作环境，避免水汽、灰尘的杂乱情况，保证在相同的位移行程下，产生的信号变化是一致的。

综上所述，利用红外探测技术实现压力感应操作有以下痛点:

①结构不能设计成一体式结构，所以防水。

②红外光发射装置和接收装置的安装位置要求位于同一平面，夹角固定，精度要求高，增加了生产和装配的难度。

③需要额外的防尘防水设计，满足防尘防水的要求，减少红外光束的反射。

LED线性差，软件算法复杂。

⑤系统复杂，功耗大，器件多，成本高。不能用在高密度的重点区域。

MEMS压力传感器检测技术

MEMS压力传感器的检测方案是一种高灵敏度、高灵敏度的压力检测方案集成，采用硅技术。采用MEMS器件作为敏感器件，将触摸表面的形变转化为电压变化，通过芯片内部电路将电压模拟量转化为数字量，再通过芯片内置的比较器来判断按压操作。

这种方案的优点是可以检测到触控面板的微小变形，在理想条件下具有高灵敏度的特点。同时硬件设计简单，没有设计门槛。同时，在产品设计、生产工艺和性能方面存在以下问题，限制了其在汽车上大规模应用的可行性:

①传感器芯片体积小、厚度薄、强度低，导致芯片在运输、保压甚至用户使用过程中容易损坏，这是可靠性要求高的汽车应用中首先要避免的问题。

(2)如图9所示，当传感器贴在触摸按压面板底部时，双面胶需要足够的保压时间和压力才能激活，由于MEMS芯片表面的应力强度有限，很难保压贴合。

7

图9 MEMS压力传感器表面安装叠层结构

(3)如图10所示，当传感器采用简支梁方案将力从触摸面板直接传导到传感器表面时，由于MEMS芯片表面的应力强度有限，要求简支梁端部与传感器表面之间的位移行程控制在0.1mm±0.05mm以内。对结构和装配精度提出了很高的要求，大大增加了生产难度和生产成本。

8

图10 MEMS压力传感器的简支梁叠层结构

(4)由于传感器位于芯片的底部，焊料的水平和焊接的饱满度对芯片的灵敏度影响很大，对焊接技术要求很高。

MEMS压力传感器的输出是ADC采集的数字信号，无法直接测量传感器桥臂电阻，可测程度低。

⑥对于大面积智能表面应用，需要多个传感器覆盖整个表面。MEMS压力传感器由传感器和测量芯片封装而成，无法在单个芯片上支持多个压力传感器，导致整体成本较高。

惠斯通电桥柔性压力传感器检测技术

基本原理

惠斯通电桥柔性压力传感器是一种基于压阻材料的微型压力传感器，它利用惠斯通电桥结构将触摸表面的按压变形转换成电压变化的模拟量。它可以同时检测拉伸应变和压缩应变，如果受到压缩力，其电阻值会被限制得更小；如果受到拉力，其电阻值会显著增加。

传感器的原理如图11所示:

9

图11惠斯通电桥的传感原理

传感器产生的信号和曲率之间的关系如下:

0

其中包括:

k:应变系数

ε:应变

Vcc:传感器电源电压

在这种压力传感器检测技术中，影响检测灵敏度的关键因素有两个，一是传感器的供电质量，二是温度的影响。传感器的电阻值随温度而变化。如果桥臂上的电阻处于不同的温度区域，电阻值的温度变化不一样，会带来测量误差。上海泰西微电子有限公司的TCAE31A从硬件和软件两方面很好的解决了这两个问题。TCAE31A芯片内部为传感器提供了高质量、低纹波的电源。温度对传感器的影响可以通过泰西微提供的软件算法进行实时修正和补偿。

基于TCAE31A低至3.6uV的电压分辨率和传感器的灵敏度，有效范围的曲率半径可达0.91至1944米，具有极高的灵敏度、变形和耐压能力。

独特的优势

惠斯通电桥柔性压力传感器检测技术具有以下优点:

①灵敏度高，面板的微小变形能产生较大的电压差，可直接检测面板的变形。

②面板材质要求宽松，适用性强。

(3)面板一体化，容易实现整体防水。

(4)安装方便。你可以把它贴在触摸面板的底部，或者贴在印刷电路板上。选择简支梁将力传导到PCB上，简支梁的作用点不需要作用在传感器上。

柔性压力传感器表面贴装方案的叠层结构如图12所示:

1

图12柔性压力传感器的叠层结构。

柔性压力传感器简支梁方案的叠层结构如图13所示:

2

图13柔性压力传感器简支梁的叠层结构

⑤装配精度不高，生产成本低。

⑥具有正压阻效应，输出线性度高。

⑦承压能力极高，不易损坏。

⑧技术成熟稳定，已在各种世界知名电子产品品牌生产上亿片，并经过大规模产业化验证和技术迭代。

⑨在多传感器应用中，传感器可以共用一个专用芯片，整体成本较低。

常见问题/常见问题

以下是一些关于这种传感技术的常见问题，供大家参考。

1.如何考虑高低温、剧烈震动导致的PCB材料、胶材、压力传感器、外壳材料的变形问题导致的数据误判？

a)本方案选用的传感器在选材上避免了具有强粘弹性的高分子材料，能够有效控制振动、高低温等环境变化的影响。同时，针对温度冲击对压力灵敏度虚警的影响，也对算法和方案进行了优化，即通过实时基线跟踪修正所有相关环节引起的漂移，可以有效避免温度冲击引起的虚警。整个实现方案，从传感器材料的选择和设计，到芯片的硬件电路设计，再到算法，都有相应的原创专利技术，保证整个方案在环境变化中的高可靠性。

b)机械振动对PCB材料、胶材、压力传感器的影响主要体现在金属疲劳和信噪比上。金属疲劳主要集中在焊料上，焊料在汽车电子中的应用非常广泛，也非常成熟。信噪比主要由超低噪声信号调理电路、共模抑制电路和s……芯片中实现的ll信号放大电路。积分噪声低至10nV√Hz，整个链路的有效分辨率为22bit，保证了整个信号链路的高信噪比性能。2.如何考虑生产工艺装配、品控保证、测试方案、良品率的一致性？

大规模生产装配过程中必然会带来物理一致性问题。本方案选用的传感器在其他产品中积累了大量的量产经验。累计数量超过1亿件，主要集中在以下两点:1)关注设计制造因素，提前优化设计制造细节，保证方案的物理一致性和平均信噪比，关注制造过程中相应细节的落实。2)生产线实施校准措施，软件补偿物理一致性。泰斯微将与传感器厂商合作，帮助保证以上两点，保证量产工艺的整体一致性。

3.压力格式带来的可能失效的边界问题。

压力传感故障可能如下:

a)主要通过理论仿真和实验测试来避免方案问题，如方案的理论信号量低。泰思微将协助每个客户进行每个项目的相关模拟和方案推荐。

b)制造问题，主要通过理论分析和优化预警，提出避免的设计要点。同时，制造过程控制这些干扰项目。

c)可靠性，这个主要有两个方面。1)方案设计，保证设计合理，规避风险。2)通过早期功能机进行相关的合理测试和验证。

4.压力传感器的线性度是多少？温度变化会影响压力传感器的工作吗？

该方案使用的压力传感器具有良好的线性度，传感器输出的差分电压随压力变形具有标准的线性特性。温度变化确实会影响压力传感器的静态噪底和压力与变形的斜率关系，但不会影响线性特性，只是对应的斜率会发生变化。这就需要MCU根据温度因素动态调整压力传感器算法。此外，温度变化有时会引起结构变形，这种变形会反映在压力传感器上，导致传感器原始数据的噪底整体改善或降低。当噪底触发特定阈值时，匹配的MCU可以自动动态调整失调。

5.压力传感器的灵敏度是多少？有必要在每个关键位置配置一个压力传感器吗？如何评估具体方案中需要多少个压力传感器？

该压力传感器灵敏度高，典型值为7000uV/m-1，最大变形曲率为1.1 m-1，可检测微米级变形。不需要在每个关键位置都配备芯片进行检测。通过结合电容触摸技术，多个按键可以共享一个压力传感器，并且多个传感器可以共享一个专用的MCU，这特别适合于智能表面应用。数量、放置位置和安装方法的具体选择需要通过结构模拟最终得出。泰西微协助客户进行仿真、方案开发、量产。

各种压力传感检测技术方案的特点对比分析

表1:压力传感检测技术特征对比

2

泰西微型双模3D触控方案介绍

本文分析了传统电容式触摸方案在汽车人机交互应用中的局限性，分析了不同压力传感技术的优缺点。不难得出以下两个结论:1)越来越多的智能触摸和汽车内外饰智能表面需要结合多种触摸技术，实现越来越可靠的交互功能；2)基于惠斯通电桥原理的电容式触摸和压力传感技术的集成方案是目前的最优组合。按压动作可以通过压力感应可靠识别，称为Z轴触摸，按压的精确位置可以通过电容触摸校准，称为XY轴。通过两者的融合，形成了XYZ三轴构成的3D触控方案。

3

图14 3D触摸示意图

泰西微型3D触控芯片TCAE31A介绍

基于上述集成方案的要求，太西微于2022年3月发布了首款汽车级双模人机交互芯片TCAE31A，该芯片将电容触控和压力感应技术集成在单个芯片中，实现了真正的3D触控。该方案一经推出，就受到了市场的高度关注和青睐，并逐渐进入了几家主流汽车主机厂的定点项目。

4

图15 tcae 31 a芯片结构框图

TCAE31A的产品特性如下:

基于Arm Cortex -M0内核，主频高达32MHz，芯片内集成64KB Flash和4 KB SRAM。

基于专有技术Tinywork，可以实现外设之间的信号联动，可以大大降低应用方案的动态功耗。

超低功耗设计，静态功耗低至3uA，单通道压力传感器平均功耗低至18.7uA

单个芯片可以实现2路压力感应和10路电容触摸，并且具有可扩展性。

内置专利技术的压力感应和触摸融合算法

信号链的有效分辨率高达22位，可以提供高灵敏度、高分辨率、高信噪比、高线性度的压力传感检测。

支持LIN通信的协议栈

支持基于UDS的bootloader升级方案。

8kV HBM ESD

符合AEC-Q100等级2(-40℃~105℃)

qfn 28 4毫米* 4毫米* 0.75毫米封装

基于TCAE31A的生态系统简介

TCAE31A提供标准的EVK开发套件和完整的SDK开发套件，包括数据手册、用户手册、驱动程序、样例、KEIL Pack包、PC端调试工具等。即使是从未接触过压力传感和电容触摸技术的嵌入式工程师，也能在极短的时间内完成一个高质量的产品应用开发。SDK软件架构如图16所示:

5

图XVI TCAE31A软件架构

SDK软件架构的特点:

分层设计

模块化

可扩展和可维护

轻量级选手

自研轻量级OS，资源消耗低，结构清晰。

消息驱动，任务可以通过消息进行通信。

没有对立的任务堆栈，没有上下文切换，时间片轮换，非实时抢占

SDK中提供的触摸相关功能:

算法部分以lib库的形式提供。

触摸任务通过回调函数将触摸事件通知给APP。

支持按键触摸类型识别

①按下

②释放

③双击

④长按

支持的触摸事件类型

①击键

②滑块

③踢腿

6

图17触摸软件流程图

7

图18电容触摸算法介绍

SDK中提供的压敏相关功能和特性:

算法部分以lib库的形式提供。

该算法根据压力传感器固有的失调特性，在初始化时进行静态校准，然后在后期运行过程中根据阈值条件进行动态校准，以保证压力传感器的正常工作。

Lib库分为单通道算法库和多通道扩展的算法库。理论上，它可以支持多达16个压力感测通道，但在实际项目中受到特定RAM的使用限制。对于纯压力感测应用，官方演示用例最多可支持9个通道，对于触摸和压力感测双模应用，官方演示用例最多可支持7个启用触摸的通道。

压力传感算法的结构如图6所示，压力传感的多通道扩展应用如图……泰西微通过自己的专利技术，实现了多路压力传感信号自动跟踪检测的算法，帮助客户在多路压力传感领域进行创新。

8

图19压力传感算法流程图

泰西微提供的拥有专有技术的软件算法，充分利用了双模信号单芯片并行处理的优势，优化了CPU的处理时间，大大提高了系统的处理效率，能够快速给出最终的触摸位置和位置对应的压力信息，是构建3D touch的核心。TCAE31A中的SARADC模块可以根据压力传感器的压力传感信号，自动补偿和校准偏置电压，将由于制造工艺、装配差异或温度变化等客观因素导致的压力传感器超出测量范围的差分电压值自动调整到SARADC的工作范围，即100mV以内。SARADC模块采集原始数据后，软件会进入压力传感算法处理中心，进行压力传感的窗口滑动滤波处理和动态温度补偿算法，自动跟踪基线。SoC的压力传感算法处理中心处理的信号是力的信号，是基于实时数据和基线数据的差值，通过算法处理得到的值，整个力的范围在1牛顿到10牛顿之间。根据电容式触摸板的电容特征信号，当手指触摸电容式触摸板时，TinyTouch模块会实时检测外部电容的变化，并输出一个与电容变化相关的原始数据。获得原始数据后，软件会进入触摸算法处理中心，对触摸数据进行一系列算法处理，包括软件放大、特征滤波、判决器、基线跟踪器、噪声检测器等。其中，决策模块会根据用户的不同特性进行配置，实现单按钮、多按钮、防水、滑盖等多种应用场景的识别。在实际工程应用中，电容触摸算法和压力传感算法并行处理，可以非常及时准确地构建三维触摸信息。

泰西微型3D触控解决方案的独特优势

总的来说，泰西微3D触控解决方案具有以下突出优势:

1)良好的防水效果:

水流容易引起电容器误动作，但很难引起压触误动作。压力和电容采用“与”模式，水滴或水流同时触发的概率显著降低。此外，触发的准确时间和波形分两路生成，供二次软件算法滤波判断，可彻底杜绝因水可能造成的误操作。

2)抗干扰能力强:

压力+电容触摸可以消除静电、干扰、无意触摸造成的误触，可靠性大大提高。

3)出色的EMC性能:

考试比较容易通过。压力检测是差分输入，对共模干扰有很好的抑制作用。此外，电桥等效阻抗低(6kω)，接收干扰功率低，抗电磁干扰性能优异。电容电极类似天线，易受干扰，EMC难以通过，但实现成本低。将压力和电容结合起来，可以充分发挥各自的优势，缩短开发和测试周期。

4)灵活的装配方式:

压力检测的装配方式灵活，可以采用表面贴、悬臂梁、简支梁等结构。好用。

5)高性价比:

成本不高。配合国内厂商泰西微研发的车载表压和电容触控双模芯片，以及车载表压触控柔性传感器，整体成本与传统国外品牌纯电容触控芯片价格相当，但整体可靠性和人机交互体验大幅提升。性价比很高。

目前，与泰西微型3D触控芯片产品相关的发明专利有近20项……处于行业领先水平。其独有的人机交互压力触控双模式解决方案也已经广泛渗透到汽车领域的诸多细分应用市场，相信在不久的将来，一定会给用户带来更加智能舒适的产品体验。

泰西微3D触控技术在汽车上的典型应用介绍

基于3D触摸技术的汽车门把手

传统的门把手都采用纯电容式触摸的检测方案。电容式触摸的工作原理决定了这种检测方案的防水效果并不好。比如下雨、洗车等场景下，很难完全分辨出是人的触摸还是水滴流造成的电容变化，所以非常容易造成误触发。目前还没有很好的方法可以彻底解决防水问题。电容式触摸和压力的双重检测方案，通过电容和压力的双重检测和融合判断，大大提高了汽车门把手对人手按压动作的识别成功率和防水成功率。

下图是电容式触摸+压力感应检测门把手的模块图:

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图20基于3D触摸技术的门把手方案

电容式触摸+压力感应门把手主要由四个模块组成:

1.通信模块:一般采用LIN接口或载波通信电路，主要用于与上位机的通信。

2.电容检测模块:包括检测通道和参考通道，主要用于电容检测和一些误操作场景的识别。2.如何考虑生产工艺装配、品控保证、测试方案、良品率的一致性？

大规模生产装配过程中必然会带来物理一致性问题。本方案选用的传感器在其他产品中积累了大量的量产经验。累计数量超过1亿件，主要集中在以下两点:1)关注设计制造因素，提前优化设计制造细节，保证方案的物理一致性和平均信噪比，关注制造过程中相应细节的落实。2)生产线实施校准措施，软件补偿物理一致性。泰斯微将与传感器厂商合作，帮助保证以上两点，保证量产工艺的整体一致性。

3.压力格式带来的可能失效的边界问题。

压力传感故障可能如下:

a)主要通过理论仿真和实验测试来避免方案问题，如方案的理论信号量低。泰思微将协助每个客户进行每个项目的相关模拟和方案推荐。

b)制造问题，主要通过理论分析和优化预警，提出避免的设计要点。同时，制造过程控制这些干扰项目。

c)可靠性，这个主要有两个方面。1)方案设计，保证设计合理，规避风险。2)通过早期功能机进行相关的合理测试和验证。

4.压力传感器的线性度是多少？温度变化会影响压力传感器的工作吗？

该方案使用的压力传感器具有良好的线性度，传感器输出的差分电压随压力变形具有标准的线性特性。温度变化确实会影响压力传感器的静态噪底和压力与变形的斜率关系，但不会影响线性特性，只是对应的斜率会发生变化。这就需要MCU根据温度因素动态调整压力传感器算法。此外，温度变化有时会引起结构变形，这种变形会反映在压力传感器上，导致传感器原始数据的噪底整体改善或降低。当噪底触发特定阈值时，匹配的MCU可以自动动态调整失调。

5.压力传感器的灵敏度是多少？有必要在每个关键位置配置一个压力传感器吗？如何评估具体方案中需要多少个压力传感器？

压力传感器……灵敏度高，典型值为7000uV/m-1，最大变形曲率为1.1 m-1，可检测微米级变形。不需要在每个关键位置都配备芯片进行检测。通过结合电容触摸技术，多个按键可以共享一个压力传感器，并且多个传感器可以共享一个专用的MCU，这特别适合于智能表面应用。数量、放置位置和安装方法的具体选择需要通过结构模拟最终得出。泰西微协助客户进行仿真、方案开发、量产。

各种压力传感检测技术方案的特点对比分析

表1:压力传感检测技术特征对比

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泰西微型双模3D触控方案介绍

本文分析了传统电容式触摸方案在汽车人机交互应用中的局限性，分析了不同压力传感技术的优缺点。不难得出以下两个结论:1)越来越多的智能触摸和汽车内外饰智能表面需要结合多种触摸技术，实现越来越可靠的交互功能；2)基于惠斯通电桥原理的电容式触摸和压力传感技术的集成方案是目前的最优组合。按压动作可以通过压力感应可靠识别，称为Z轴触摸，按压的精确位置可以通过电容触摸校准，称为XY轴。通过两者的融合，形成了XYZ三轴构成的3D触控方案。

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图14 3D触摸示意图

泰西微型3D触控芯片TCAE31A介绍

基于上述集成方案的要求，太西微于2022年3月发布了首款汽车级双模人机交互芯片TCAE31A，该芯片将电容触控和压力感应技术集成在单个芯片中，实现了真正的3D触控。该方案一经推出，就受到了市场的高度关注和青睐，并逐渐进入了几家主流汽车主机厂的定点项目。

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图15 tcae 31 a芯片结构框图

TCAE31A的产品特性如下:

基于Arm Cortex -M0内核，主频高达32MHz，芯片内集成64KB Flash和4 KB SRAM。

基于专有技术Tinywork，可以实现外设之间的信号联动，可以大大降低应用方案的动态功耗。

超低功耗设计，静态功耗低至3uA，单通道压力传感器平均功耗低至18.7uA

单个芯片可以实现2路压力感应和10路电容触摸，并且具有可扩展性。

内置专利技术的压力感应和触摸融合算法

信号链的有效分辨率高达22位，可以提供高灵敏度、高分辨率、高信噪比、高线性度的压力传感检测。

支持LIN通信的协议栈

支持基于UDS的bootloader升级方案。

8kV HBM ESD

符合AEC-Q100等级2(-40℃~105℃)

qfn 28 4毫米* 4毫米* 0.75毫米封装

基于TCAE31A的生态系统简介

TCAE31A提供标准的EVK开发套件和完整的SDK开发套件，包括数据手册、用户手册、驱动程序、样例、KEIL Pack包、PC端调试工具等。即使是从未接触过压力传感和电容触摸技术的嵌入式工程师，也能在极短的时间内完成一个高质量的产品应用开发。SDK软件架构如图16所示:

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图XVI TCAE31A软件架构

SDK软件架构的特点:

分层设计

模块化

可扩展和可维护

轻量级选手

自研轻量级OS，资源消耗低，结构清晰。

消息驱动，任务可以通过消息进行通信。

没有对立的任务堆栈，没有上下文切换，时间片轮换，非实时抢占

SDK中提供的触摸相关功能:

算法部分以lib库的形式提供。

触摸任务通过回调函数将触摸事件通知给APP。

支持按键触摸类型识别

①按下

②释放

③双击

④长按

支持的触摸事件类型

①击键

②滑块

③踢腿

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图17触摸软件流程图

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图18电容触摸算法介绍

SDK中提供的压敏相关功能和特性:

算法部分以lib库的形式提供。

该算法根据压力传感器固有的失调特性，在初始化时进行静态校准，然后在后期运行过程中根据阈值条件进行动态校准，以保证压力传感器的正常工作。

Lib库分为单通道算法库和多通道扩展的算法库。理论上，它可以支持多达16个压力感测通道，但在实际项目中受到特定RAM的使用限制。对于纯压力感测应用，官方演示用例最多可支持9个通道，对于触摸和压力感测双模应用，官方演示用例最多可支持7个启用触摸的通道。

压力传感算法的结构如图6所示，压力传感的多通道扩展应用如图……泰西微通过自己的专利技术，实现了多路压力传感信号自动跟踪检测的算法，帮助客户在多路压力传感领域进行创新。

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图19压力传感算法流程图

泰西微提供的拥有专有技术的软件算法，充分利用了双模信号单芯片并行处理的优势，优化了CPU的处理时间，大大提高了系统的处理效率，能够快速给出最终的触摸位置和位置对应的压力信息，是构建3D touch的核心。TCAE31A中的SARADC模块可以根据压力传感器的压力传感信号，自动补偿和校准偏置电压，将由于制造工艺、装配差异或温度变化等客观因素导致的压力传感器超出测量范围的差分电压值自动调整到SARADC的工作范围，即100mV以内。SARADC模块采集原始数据后，软件会进入压力传感算法处理中心，进行压力传感的窗口滑动滤波处理和动态温度补偿算法，自动跟踪基线。SoC的压力传感算法处理中心处理的信号是力的信号，是基于实时数据和基线数据的差值，通过算法处理得到的值，整个力的范围在1牛顿到10牛顿之间。根据电容式触摸板的电容特征信号，当手指触摸电容式触摸板时，TinyTouch模块会实时检测外部电容的变化，并输出一个与电容变化相关的原始数据。获得原始数据后，软件会进入触摸算法处理中心，对触摸数据进行一系列算法处理，包括软件放大、特征滤波、判决器、基线跟踪器、噪声检测器等。其中，决策模块会根据用户的不同特性进行配置，实现单按钮、多按钮、防水、滑盖等多种应用场景的识别。在实际工程应用中，电容触摸算法和压力传感算法并行处理，可以非常及时准确地构建三维触摸信息。

泰西微型3D触控解决方案的独特优势

总的来说，泰西微3D触控解决方案具有以下突出优势:

1)良好的防水效果:

水流容易引起电容器误动作，但很难引起压触误动作。压力和电容采用“与”模式，水滴或水流同时触发的概率显著降低。此外，触发的准确时间和波形分两路生成，供二次软件算法滤波判断，可彻底杜绝因水可能造成的误操作。

2)抗干扰能力强:

压力+电容触摸可以消除静电、干扰、无意触摸造成的误触，可靠性大大提高。

3)出色的EMC性能:

考试比较容易通过。压力检测是差分输入，对共模干扰有很好的抑制作用。此外，电桥等效阻抗低(6kω)，接收干扰功率低，抗电磁干扰性能优异。电容电极类似天线，易受干扰，EMC难以通过，但实现成本低。将压力和电容结合起来，可以充分发挥各自的优势，缩短开发和测试周期。

4)灵活的装配方式:

压力检测的装配方式灵活，可以采用表面贴、悬臂梁、简支梁等结构。好用。

5)高性价比:

成本不高。配合国内厂商泰西微研发的车载表压和电容触控双模芯片，以及车载表压触控柔性传感器，整体成本与传统国外品牌纯电容触控芯片价格相当，但整体可靠性和人机交互体验大幅提升。性价比很高。

目前，与泰西微型3D触控芯片产品相关的发明专利有近20项……处于行业领先水平。其独有的人机交互压力触控双模式解决方案也已经广泛渗透到汽车领域的诸多细分应用市场，相信在不久的将来，一定会给用户带来更加智能舒适的产品体验。

泰西微3D触控技术在汽车上的典型应用介绍

基于3D触摸技术的汽车门把手

传统的门把手都采用纯电容式触摸的检测方案。电容式触摸的工作原理决定了这种检测方案的防水效果并不好。比如下雨、洗车等场景下，很难完全分辨出是人的触摸还是水滴流造成的电容变化，所以非常容易造成误触发。目前还没有很好的方法可以彻底解决防水问题。电容式触摸和压力的双重检测方案，通过电容和压力的双重检测和融合判断，大大提高了汽车门把手对人手按压动作的识别成功率和防水成功率。

下图是电容式触摸+压力感应检测门把手的模块图:

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图20基于3D触摸技术的门把手方案

电容式触摸+压力感应门把手主要由四个模块组成:

1.通信模块:一般采用LIN接口或载波通信电路，主要用于与上位机的通信。

2.电容检测模块:包括检测通道和参考通道，主要用于电容检测和一些误操作场景的识别。3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和采样电路，用于检测表面压力。

4.中央数据处理模块:融合电容数据和压敏数据，得到最终结果并通知主机。

太师威电容+压力检测的3D touch汽车门把手方案采用三个检测通道，即电容检测通道、电容参考通道和压力检测通道。这三个通道将实时收集当前电容和压力数据。由于水雾、水流、手压对这三个通道的影响会有所不同，通过组合判断和数据融合处理，可以很好的区分各种干扰场景和人手的正常触摸。

基于3D触摸技术的汽车尾门开关

目前市场上大部分尾门开关都是机械开关。随着用户对汽车外观的整合度越来越高，汽车厂商也在尝试用电容或红外来检测尾门开关，但效果并不好，在某些场景下存在误触率。太师威的电容检测和压力检测方案，可以准确识别洗车、擦车、人体倚靠、人手正常按压等各种误触场景，大大提高了检测精度。

下图是电容式触摸+压力感应检测的尾门开关模块图:

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图21基于3D触摸技术的电动尾门开关方案。

尾门压力感应开关主要由四个模块组成:

1.通信模块:LIN接口一般用于与主机通信。

2.电容检测模块:包括检测通道和防误操作通道，用于一些误操作场景的电容检测和识别。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和采样电路，用于检测表面压力。

4.中央数据处理模块:融合电容数据和压敏数据，得到最终结果并通知主机。

此外，还可以根据客户的具体要求增加背光控制或振动反馈控制。

尾门压敏开关通过电容检测通道、电容防误操作通道、压敏通道三个通道的数据，智能判断当前洗车、洗车、人体倚靠、异物按压、正常手动操作等各种场景。虽然不同车厂的尾门LOGO开关差别很大，但是电容检测和压力检测的所有算法和相关代码……f泰西微都是自主研发，所以可以根据客户的需求进行定制化的软硬件设计，根据具体的结构形式增加相应的检测模块，灵活应对各种场景。

基于3D触摸技术的汽车中控面板

目前市场上的中控面板一般采用纯电容式触摸或者电容式触摸+MEMS压力检测方案。纯电容式触摸方案普遍存在误触率高的缺陷，而电容式触摸+MEMS压力检测方案存在MEMS器件在高压下易损坏、对组装和容差控制要求高、生产良率低等缺点。而泰世威的压力检测方案采用电阻式压力检测传感器，可以通过表面贴合或者简支梁组装，大大提高了组装性。

下图是带电容触摸和压力感应检测的汽车中控面板模块图:

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图22基于3D触摸技术的汽车中控方案。

中控面板的检测主要由五个模块组成:

1.通信模块:LIN接口一般用于与主机通信。

2.电容检测模块:包括多个电容检测通道，用于确认面板上的每个按键是否被触发。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和用于检测表面压力的采样电路。

4.背光显示模块:包括各种led和背光驱动电路，对按键事件进行各种光线反馈。

5.中央数据处理模块:融合电容数据和压力传感数据，得到最终结果并通知主机。

泰世威的方案可以根据面板的材质和整个受力区域进行压力模拟，来决定放多少个压力传感器，放在哪里。压力传感器可以检测手是否被按压，通过电容触摸检测手的具体位置。软件会对各个通道的原始数据进行过滤检测，最终输出正确的结果，并且可以根据客户的具体需求，通过添加背光或者震动反馈来实现。

基于3D触摸技术的智能汽车B柱

目前越来越多的车会在B柱上加装开关，实现智能进入。目前方案中多采用容性开关，逻辑相对简单。当手指触摸开关时，输出开门信号。但由于电容式触摸工作原理的限制，在洗车或雨天很容易误开门。泰西微的电容和压力双重检测机制可以保证开关的正确性。

下图是电容式触摸和压力感应检测的汽车智能B柱模块图:

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图23基于3D触摸技术的汽车智能B柱方案。

智能B柱主要由四个模块组成:

1.通信模块:一般采用LIN接口或载波通信电路，主要用于与上位机的通信。

2.电容检测模块:包括检测通道和参考通道，主要用于电容检测和一些误操作场景的识别。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和采样电路，用于检测表面压力。

4.中央数据处理模块:融合电容数据和压敏数据，得到最终结果并通知主机。

太师威电容+压力检测的智能B柱方案有三个检测通道，分别是电容检测通道、电容参考通道和压力检测通道。这三个通道将实时收集当前电容和压力数据。由于这三个通道采集的数据与洗车水和雨水、人手按压采集的数据有较大差异，所以通过组合判断和数据融合处理，可以很好地区分各种干扰场景和正常的人触摸。

基于3D触摸技术方向盘控制器

目前汽车控制器多采用物理按键。随着对汽车内饰一体化要求越来越高，方向盘控制……ller也将使用智能表面。但由于方向盘控制器多为盲控，仅使用纯电容检测会导致误触，增加压力灵敏度成为工程师越来越多的选择。泰西微的电容式+压阻式3D触控方案，很好的结合了可操作性和可靠性。

下图是带电容触摸和压力感应检测的方向盘控制器的模块图:

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图24基于3D触摸技术的方向盘按键方案

方向盘控制器主要由五个模块组成:

1.通信模块:LIN接口一般用于与主机通信。

2.电容检测模块:包括多个电容检测通道，用于确认面板上的每个按键是否被触发。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和用于检测表面压力的采样电路。

4.振动反馈模块:包括电机和驱动电路，对按键事件进行振动反馈。

5.中央数据处理模块:融合电容数据和压敏数据，得到最终结果并通知主机。

泰西微基于电容和压力感的3D触摸方向盘控制器方案，利用压力传感器检测手的按压，利用电容检测定位相关按键的位置，通过电机振动及时反馈用户的动作，可以保证盲人练习的正确性和快速反馈。根据具体应用，可以增加或减少电容键的数量和压力感测检测的数量。

基于3D触摸技术的车窗升降控制器

窗口控制器是一个要求高可靠性的应用程序。比如下雨天，车窗升降开关容易沾水，驾驶过程中需要驾驶员盲目操作。这些问题是纯电容方案难以解决的，存在一定的安全隐患。所以需要电容式触摸和压力的双重检测，保证可靠性和盲目性。

下图是具有电容触摸和压力感应检测的窗口控制器的模块图:

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图25基于3D触摸技术的窗口控制器方案

车窗升降控制器主要由四个模块组成:

1.通信模块:LIN接口一般用于与主机通信。

2.电容检测模块:包括多个电容检测通道，用于确认特定的按键触发事件。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和用于检测表面压力的采样电路。

4.中央数据处理模块:融合电容数据和压敏数据，得到最终结果并通知主机。

泰西微基于电容和压力感的3D触摸窗控制器方案，利用压力传感器检测手的按压，利用电容检测定位相关键位，通过电机振动及时反馈用户的动作，可以保证盲人练习的正确性和快速反馈。根据具体应用，可以增加或减少电容键的数量和压力感测检测的数量。

3 3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和采样电路，用于检测表面压力。

4.中央数据处理模块:融合电容数据和压敏数据，得到最终结果并通知主机。

太师威电容+压力检测的3D touch汽车门把手方案采用三个检测通道，即电容检测通道、电容参考通道和压力检测通道。这三个通道将实时收集当前电容和压力数据。由于水雾、水流、手压对这三个通道的影响会有所不同，通过组合判断和数据融合处理，可以很好的区分各种干扰场景和人手的正常触摸。

基于3D触摸技术的汽车尾门开关

目前市场上大部分尾门开关都是机械开关。随着用户对汽车外观的整合度越来越高，汽车制造商也在尝试用电容或红外线来检测尾门开关，但效果不佳，而且……e是某些场景下的误触率。太师威的电容检测和压力检测方案，可以准确识别洗车、擦车、人体倚靠、人手正常按压等各种误触场景，大大提高了检测精度。

下图是电容式触摸+压力感应检测的尾门开关模块图:

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图21基于3D触摸技术的电动尾门开关方案。

尾门压力感应开关主要由四个模块组成:

1.通信模块:LIN接口一般用于与主机通信。

2.电容检测模块:包括检测通道和防误操作通道，用于一些误操作场景的电容检测和识别。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和采样电路，用于检测表面压力。

4.中央数据处理模块:融合电容数据和压敏数据，得到最终结果并通知主机。

此外，还可以根据客户的具体要求增加背光控制或振动反馈控制。

尾门压敏开关通过电容检测通道、电容防误操作通道、压敏通道三个通道的数据，智能判断当前洗车、洗车、人体倚靠、异物按压、正常手动操作等各种场景。虽然不同车厂的尾门LOGO开关差异很大，但泰西微的电容检测和压力检测的所有算法和相关代码都是自主研发的，因此可以根据客户的需求进行定制化的软硬件设计，根据具体的结构形式添加相应的检测模块，灵活应对各种场景。

基于3D触摸技术的汽车中控面板

目前市场上的中控面板一般采用纯电容式触摸或者电容式触摸+MEMS压力检测方案。纯电容式触摸方案普遍存在误触率高的缺陷，而电容式触摸+MEMS压力检测方案存在MEMS器件在高压下易损坏、对组装和容差控制要求高、生产良率低等缺点。而泰世威的压力检测方案采用电阻式压力检测传感器，可以通过表面贴合或者简支梁组装，大大提高了组装性。

下图是带电容触摸和压力感应检测的汽车中控面板模块图:

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图22基于3D触摸技术的汽车中控方案。

中控面板的检测主要由五个模块组成:

1.通信模块:LIN接口一般用于与主机通信。

2.电容检测模块:包括多个电容检测通道，用于确认面板上的每个按键是否被触发。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和用于检测表面压力的采样电路。

4.背光显示模块:包括各种led和背光驱动电路，对按键事件进行各种光线反馈。

5.中央数据处理模块:融合电容数据和压力传感数据，得到最终结果并通知主机。

泰世威的方案可以根据面板的材质和整个受力区域进行压力模拟，来决定放多少个压力传感器，放在哪里。压力传感器可以检测手是否被按压，通过电容触摸检测手的具体位置。软件会对各个通道的原始数据进行过滤检测，最终输出正确的结果，并且可以根据客户的具体需求，通过添加背光或者震动反馈来实现。

基于3D触摸技术的智能汽车B柱

目前越来越多的车会在B柱上加装开关，实现智能进入。目前方案中多采用容性开关，逻辑相对简单。当手指触摸开关时，输出开门信号。但由于电容式触摸工作原理的限制，在洗车或雨天很容易误开门。电容和压力的双重检测机制……f泰西微可以保证切换的正确性。

下图是电容式触摸和压力感应检测的汽车智能B柱模块图:

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图23基于3D触摸技术的汽车智能B柱方案。

智能B柱主要由四个模块组成:

1.通信模块:一般采用LIN接口或载波通信电路，主要用于与上位机的通信。

2.电容检测模块:包括检测通道和参考通道，主要用于电容检测和一些误操作场景的识别。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和采样电路，用于检测表面压力。

4.中央数据处理模块:融合电容数据和压敏数据，得到最终结果并通知主机。

太师威电容+压力检测的智能B柱方案有三个检测通道，分别是电容检测通道、电容参考通道和压力检测通道。这三个通道将实时收集当前电容和压力数据。由于这三个通道采集的数据与洗车水和雨水、人手按压采集的数据有较大差异，所以通过组合判断和数据融合处理，可以很好地区分各种干扰场景和正常的人触摸。

基于3D触摸技术方向盘控制器

目前汽车控制器多采用物理按键。随着汽车内部集成要求越来越高，方向盘控制器也将采用智能表面。但由于方向盘控制器多为盲控，仅使用纯电容检测会导致误触，增加压力灵敏度成为工程师越来越多的选择。泰西微的电容式+压阻式3D触控方案，很好的结合了可操作性和可靠性。

下图是带电容触摸和压力感应检测的方向盘控制器的模块图:

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图24基于3D触摸技术的方向盘按键方案

方向盘控制器主要由五个模块组成:

1.通信模块:LIN接口一般用于与主机通信。

2.电容检测模块:包括多个电容检测通道，用于确认面板上的每个按键是否被触发。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和用于检测表面压力的采样电路。

4.振动反馈模块:包括电机和驱动电路，对按键事件进行振动反馈。

5.中央数据处理模块:融合电容数据和压敏数据，得到最终结果并通知主机。

泰西微基于电容和压力感的3D触摸方向盘控制器方案，利用压力传感器检测手的按压，利用电容检测定位相关按键的位置，通过电机振动及时反馈用户的动作，可以保证盲人练习的正确性和快速反馈。根据具体应用，可以增加或减少电容键的数量和压力感测检测的数量。

基于3D触摸技术的车窗升降控制器

窗口控制器是一个要求高可靠性的应用程序。比如下雨天，车窗升降开关容易沾水，驾驶过程中需要驾驶员盲目操作。这些问题是纯电容方案难以解决的，存在一定的安全隐患。所以需要电容式触摸和压力的双重检测，保证可靠性和盲目性。

下图是具有电容触摸和压力感应检测的窗口控制器的模块图:

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图25基于3D触摸技术的窗口控制器方案

车窗升降控制器主要由四个模块组成:

1.通信模块:LIN接口一般用于与主机通信。

2.电容检测模块:包括多个电容检测通道，用于确认特定的按键触发事件。

3.压力传感检测模块:包括电阻式压力检测模块和用于检测表面压力的采样电路。

4.中央数据处理模块:保险丝t……电容数据和压力敏感数据，以获得最终结果并通知主机。

泰西微基于电容和压力感的3D触摸窗控制器方案，利用压力传感器检测手的按压，利用电容检测定位相关键位，通过电机振动及时反馈用户的动作，可以保证盲人练习的正确性和快速反馈。根据具体应用，可以增加或减少电容键的数量和压力感测检测的数量。

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