【优质毕设】新型无线键盘设计，借助人体感应电容技术-电路方案

简介：
本作品为一款创新性的无线键盘设计方案，采用先进的人体感应电容技术，优化了用户交互体验和产品功耗。 本系统开发了一种基于人体感应电容的新型键盘设备。通过在电路中加入绘有铅笔轨迹的纸张，并利用触碰对应轨迹来触发人体感应电容的变化，STM32F4微控制器可以采集并处理这些变化的数据，将其转化为有效的触控信号。此外，所用材料不仅常见且价格低廉，从而开发出轻薄便捷的新式无线键盘和多种趣味水果键盘。 1. 水果键盘游戏外设：当前流行的音乐节奏游戏（如《节奏大师》）在触摸设备上具有较好的交互体验，但使用普通键盘操作则较为生硬。因此我们设计了一种新型的水果键盘来增强这类游戏的乐趣性。通过单线单点检测方式对水果进行充放电以实现触控功能，并将数据发送至上位机后借助COM组件控制电脑键盘完成游戏操作。 2. 无线键盘设备：在获取按键信息后，STM32F4微控制器会通过串口与蓝牙芯片连接并使用特定的蓝牙协议向移动或计算机设备传输这些数据。上位机程序采用C#编写而成；对于手机和PC端分别演示了其实际应用效果。 3. 水果电子琴：当按键信息被STM32单片机采集后，根据不同的键值通过DAC（数模转换器）以DMA方式输出音频信号发出不同音调的声音。此外还可以利用I2S协议控制音频DAC来实现相同功能，从而构建出一个基于水果的简易键盘乐器。 本项目的主要创新点包括：1) 将人体感应电容对电路的影响转化为有效触控信号，并使用日常物品（如A4纸、各种水果等）作为传统按键替代品制作低成本且便携的新式键盘。2) 利用施密特触发器结合STM32控制器内部计数器来检测电容充放电时间，从而实现对微小电容变化量的精确测量。3) 将设计出的水果键盘应用于适合的游戏（如《节奏大师》），极大地提高了游戏趣味性和可玩性，并衍生出了诸如水果电子琴等独特玩法。4) 充分利用铅笔轨迹导电特性以及不同长度导致的不同电容量特征，实现了单路多触点检测功能，在减少微控制器I/O引脚使用量的同时也提升了系统的灵活性和实用性。