MSP430 系列单片机以低功耗和外设模块的丰富性而著称。针对电容触摸应用，MSP430 的 PIN RO 电容触摸检测方式支持 I/O 口直接连接检测电极，不需要任何外围器件，极大地简化了电路设计；本文使用的 MSP430G2XX5 更支持多达 32 个 I/O 口，可驱动 24 个以上的 LED 灯，达到理想的显示效果。

一、电容触摸实现原理

MSP430 根据型号的不同支持多种电容触摸检测方式，如 RC 振荡、比较器和 PIN RO，本设计使用的是 PIN RO（Pin Relaxation Oscillator）方式，原理如图 1 所示：芯片管脚内部的检测电路由施密特触发器、反相器以及一个电阻组成，振荡信号经过施密特触发器变成脉冲信号，再通过反相器反馈回 RC 电路；通过 Timer_A 对施密特触发器的输出进行计数，再通过设置测量窗口 Gate 获得计数结果。当手指触摸电极时，电极上的电容 C 发生变化，导致振荡频率改变，这样在定长的测量窗口内就能获得不同的计数结果；一旦差值超过门限，结合一定的滤波算法判断就可以触发触摸事件。

图 1　PIN RO 原理

二、电路设计

原理图设计如图 2 所示：MCU 通过一个 5 V 转 3.3 V 的 LDO 给 VCC 供电，使用 LDO 的目的是为了保证电源稳定，让触摸电路在检测信号时不会因为电源的噪声产生过大的信号偏差；电极上串接的电阻作为 ESD 保护器件，如果在产品结构设计合理的情况下可以省去；电路中预留了 UART 口与主控系统通信。

图 2　MCU 电路

LED 驱动部分电路如图 3 所示。由于每一个 LED 的电流在 10 mA 左右，24 个 LED 如果同时点亮就有 240 mA，无法通过 MCU 的 I/O 口直接驱动，因此在每个 LED 上加一个三极管以及限流电阻，实现 24 路 LED 的控制。

图 3　LED 驱动电路

本文介绍了使用 MSP430G 系列单芯片实现电容触摸转轮和 24 路独立 PWM 输出 LED 控制的方案，在一些需要低成本设计、又要对多种 LED 特效进行控制的场合有很大的使用价值。