此設計在PCB上利用焊盤制作的觸摸按鍵來構成觸摸區域，實現觸摸手寫板的硬件設計。設計采用低功耗的MSP4302553作為手寫板觸摸檢測核心，通過實驗研究的方法，分析了PCB板上觸摸按鍵尺寸和觸摸板分辨率，按鍵到控制器的布線方式和距離，以及按鍵相互之間距離對手寫檢測的影響。在單個觸摸按鍵準確檢測的基礎上，選擇合適的參數完成了手寫板設計，實現了對用戶手寫輸入信息二值圖像的準確獲取。在PCB上設計觸摸手寫板，具有設計簡單、造價低、耐磨損、不易損壞的特點。

　　傳統手寫板有電阻式、電容式、電磁壓感式3類。電阻與電容式手寫板分別通過阻值和容值的改變來判定用戶輸入;電磁壓感式通過手寫板上電后，表層電路在一定范圍內產生的磁場與手寫筆中產生的磁場形成互感完成對用戶輸入的檢測。3類手寫板都結合觸摸屏作輸入設備，難免有不能承受重壓、耐磨性差、成本高的缺點。而直接在PCB上利用焊盤設計觸摸按鍵構成手寫板，實現電容式觸摸手寫輸入，彌補了觸摸屏輸入在一些簡單手寫輸入環境中的限制。

　　PCB板上手寫板觸摸按鍵區域的設計，借鑒矩陣鍵盤的結構方式。主控制器使用較少的I/O資源就可以實現手寫板檢測。控制器通過行列掃描手寫觸摸板上的觸摸按鍵，并記錄下各個觸摸點狀態，從而得到用戶輸入信息的二值圖像。

　　1 單觸摸點準確檢測

　　1.1 觸摸按鍵電容分布

　　電容式觸摸按鍵的檢測是通過一個張弛振蕩器來完成的，當有觸摸動作時按鍵電容值變大，張弛振蕩器的振蕩頻率減小。主控制器通過檢測張弛振蕩的頻率變化判定是否有觸摸動作發生。

　　觸摸按鍵電容分布如圖1所示，無觸摸時按鍵等效電容為C1=Cg∥Cp∥Ctr∥Ce;而有觸摸時按鍵等效電容為C2=C1∥Cto。所以有觸摸時按鍵的張弛振蕩電容相對于無按鍵時變大，按鍵的振蕩頻率 相對無觸摸時降低。

　　1.2 固定時間門變電極振蕩按鍵檢測

　　由于當有觸摸動作發生時按鍵等效電容變大，所以在固定時間內按鍵的脈沖個數變小。從而通過檢測兩種情況下脈沖個數可以判斷有無觸摸動作發生。固定時間門變電極振蕩的方式原理如圖2所示。

　　分別記錄等時間門Tgate內有無觸摸時的張弛振蕩器脈沖個數，可以得到脈沖個數的相對變化率為：

　　將η與參考相對變化率η0作比較就可以判斷有無觸摸動作。當η》η0時，說明電容明顯增加，有觸摸動作;當η《η0時，說明電容變化不明顯，沒有觸摸動作。所以參考值η的值選取非常關鍵，直接決定了觸摸按鍵的靈敏度和準確性。

　　1.3 單個按鍵檢測的自適應算法

　　由于空氣濕度、密度以及PCB上電路環境等因素的不穩定，沒有按鍵按下時C1并非固定不變的，而存在一定的波動。所以，若Key_LVL=N無按鍵 -N有按鍵值選取太小，即η0的選取太小，那么N無按鍵的變化就可能誤判成有觸摸動作;而Key_LVL的值選取過大，即η0大于有輕微觸摸動作時的相對變化率，那么可能使觸摸動作發生時不能被檢測到，影響按鍵的靈敏度。Tgate內計數脈沖個數為N=Tgate/T，Tgate是給定的計數時間，T張弛振蕩周期，則Key_LVL的表達式如下：

　　如果觸摸按鍵所處的環境基本穩定，那么C1與 ，在Tgate時間給定后都是定值。但是，實際環境并不是穩定不變的，所以為了消除這些變化的因素對觸摸檢測的影響，基于自適應的思想對Key_LVL修改為：

　　Key_LVLi=Key_LVLi-1+△M［i（i-1）］。 （3）

　　其中△M［i（i-1）］。是每次判斷參考的修正值，△M［i（i-1）］。

　　是前兩次得到的Key_LVL作差所得的△Mi（i-1）。然而這種較少的比較結果的修正效果并不理想，受環境變化影響較大。于是記錄前7次的Key_LVL值，并將相鄰兩次Key_LVL值做差，得到6次加權的差值，所以△M［i（i-1）］。的修正如下：

　　其中Ci-n是加權系數，表示各次比較的差值在△M［i（i-1）］。中所占權重。為了適應環境的改變，Ci-1…Ci-6依次減小，通過多次實驗測試，系統設計中選取Ci-1=0.4，Ci-2=0.2，Ci-3=0.1，Ci-4=0.1，Ci-5=0.1，Ci-6=0.1，可使參考η0自動調整，減小環境因素的影響。根據大量實驗測量設計中取η0=10%，可以較為準確的檢測到觸摸動作。