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触摸感测方法、电路以及电子设备与流程

2021-10-23 02:54:00 来源:中国专利 TAG:触摸 电子设备 电路 方法


1.本技术涉及触摸感测领域,具体涉及一种触摸感测方法、电路以及电子设备。


背景技术:

2.触摸式按键由于体积小、防尘效果好、外形美观等优点,其广泛应用于家用智能电器。常见的触摸式按键包括压电薄膜式按键、电阻式触摸按键以及电容式触摸按键。电容式触摸按键通常是某种特定形状的导电电极,当手指接触或靠近电极时,由于人体存在分布电容,使得电极的电容发生变化,芯片通过检测电容的变化,从而判断按键是否按下。
3.但是,传统的电容式触摸按键的检测需要使用专用的电容检测ic(integrated circuit,集成电路)芯片,电容检测ic芯片的原理复杂、且成本较高。因此,本领域技术人员迫切地需要对电容式触摸按键进行改进。


技术实现要素:

4.鉴于以上问题,本技术实施例提供一种触摸感测方法、电路以及电子设备,以解决上述的技术问题。
5.本技术实施例是采用以下技术方案实现的:
6.第一方面,本技术实施例提供一种触摸感测方法,应用于控制单元,控制单元通过引脚连接触摸按键,该方法包括:通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换;其中,在第一配置下,通过引脚将触摸按键与接地网络形成的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置;在第二配置下,通过引脚对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压;以及
7.根据当前电压判断触摸按键的感应状态。
8.在一些实施方式中,根据当前电压判断触摸按键的感应状态包括计算当前电压与基准电压的差值,基准电压为当触摸按键在未触摸状态时,在第二配置下的当前电压的基准测量值;以及将差值与预设阈值比较,并根据比较结果判断触摸按键的感应状态。
9.在一些实施方式中,计算当前电压与基准电压的差值之前还包括对当前电压进行滤波;以及对滤波后的当前电压进行校准。
10.在一些实施方式中,对当前电压进行滤波包括通过平均值法、中位数法、递推平均值法、递推中位数法以及卡尔曼滤波法中的任一种或多种算法对当前电压进行滤波。
11.在一些实施方式中,对滤波后的当前电压进行校准包括通过平均值法、中位数法、递推平均值法、递推中位数法以及卡尔曼滤波法中的任一种或多种算法对基准电压进行滤波;对滤波后的基准电压进行多次测量试验,并获得多次测量试验的平均值以及标准差;以及通过基准电压的平均值以及标准差对当前电压进行归一化。
12.在一些实施方式中,对滤波后的基准电压进行多次测量试验,并获得多次测量试验的平均值以及标准差之后,还包括对触摸按键进行多次触摸试验,并通过基准电压的平均值以及标准差对每次触摸试验的电压测量值进行归一化;计算归一化后的多个电压测量
值的平均值与标准差;以及根据多个电压测量值的平均值与标准差,确定预设阈值。
13.第二方面,本技术实施例还提供一种触摸感测电路,该电路包括触摸按键,所述触摸按键周围设置接地网络,以使所述触摸按键与所述接地网络之间产生寄生电容;充放电电路,连接触摸按键;以及控制电路,包括引脚,引脚连接充放电电路,控制电路被配置为:通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换;其中,在第一配置下,通过引脚使充放电电路将触摸按键的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置;在第二配置下,通过引脚使充放电电路对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压;以及根据当前电压判断触摸按键的感应状态。
14.在一些实施方式中,所述接地网络包括底层地线以及顶层地线,所述顶层地线围绕所述触摸按键设置。
15.在一些实施方式中,充放电电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第一电阻、第二电阻以及第一电容,第一二极管的正极连接于第二二极管的负极,第一二极管的负极连接于第一电阻的一端,第二二极管的正极连接于第二电阻的一端,第一电阻的另一端与第二电阻的另一端连接;第三二级管的正极连接于第四二极管的负极,第三二极管的负极连接于第二二极管与第二电阻之间,第四二极管的正极连接于第一二极管与第一电阻之间;第一电容并联在第一电阻两端;第一二极管与第二二极管的连接节点连接于触摸按键,第三二极管与第四二极管的连接节点连接于控制电路,第一电阻与第二电阻的连接节点接地。
16.第三方面,本技术实施例还提供一种电子设备,该设备包括设备主体以及设于设备主体内的如上述的触摸感测电路。
17.本技术提供的触摸感测方法、电路以及电子设备,触摸感测方法应用于控制单元,控制单元通过引脚连接触摸按键,该方法先通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换;其中,在第一配置下,通过引脚将触摸按键的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置;在第二配置下,通过将引脚对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压;进而根据当前电压判断触摸按键的感应状态。在上述过程中,该方法的实现无需依赖专用的电容检测ic芯片,而是利用了控制单元中的时分复用功能,因此相比于传统的触摸检测方案需要专用的电容检测ic芯片而言,本技术提供的触摸感测方法所需依赖的硬件成本更低。
18.本技术的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1示出了本技术实施例提供的触摸感测方法的流程示意图。
21.图2示出了图1中步骤s110的流程示意图
22.图3示出了本技术实施例提供的另一种触摸感测方法的流程示意图。
23.图4示出了图3中步骤s220的流程示意图。
24.图5示出了滑动窗口的示意图。
25.图6示出了图3中步骤s230的流程示意图。
26.图7示出了本技术实施例提供步骤s260~步骤s280的流程示意图。
27.图8示出了本技术实施例提供的触摸感测电路的结构示意图。
28.图9示出了本技术实施例提供的触摸感测电路的接地网络的示意图。
29.图10示出了图8中充放电电路的其中一种电路结构示意图。
30.图11示出了本技术实施例提供的另一种触摸感测电路的结构示意图。
具体实施方式
31.下面详细描述本技术的实施方式,实施方式的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性地,仅用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。
32.目前市场上的按键分为传统的机械按键和触摸式按键。机械按键由于易磨损、安装复杂、受环境影响等缺点逐渐被摒弃,而触摸式按键则由于体积小、防尘效果好、外形美观等优点逐渐广泛应用于家用智能电器。
33.常见的触摸式按键分为压电薄膜式触摸按键、电阻式触摸按键以及电容式触摸按键。其中,电容式触摸按键通常是某种特定形状的导电电极,当手指接触或靠近电极时,由于人体存在分布电容,使得电极的电容发生变化,芯片通过检测电容的变化,从而判断按键是否按下。
34.但是,传统的电容式触摸按键的检测需要使用专用的电容检测ic(integrated circuit,集成电路)芯片,电容检测ic芯片的原理复杂、且成本较高。因此,本领域技术人员迫切地需要对电容式触摸按键进行改进。
35.为了解决上述技术问题,发明人经过长期研究,提出了本技术实施例中的触摸感测方法、电路以及电子设备。触摸感测方法应用于控制单元,控制单元通过引脚连接触摸按键,该方法先通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换;其中,在第一配置下,通过引脚将触摸按键与接地网络形成的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置;在第二配置下,通过将引脚对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压;最后根据当前电压判断触摸按键的感应状态。在上述过程中,该方法的实现无需依赖专用的电容检测ic芯片,而是利用了控制单元中的时分复用功能,因此相比于传统的触摸检测方案需要专用的电容检测ic芯片而言,本技术提供的触摸感测方法所需依赖的硬件成本更低。
36.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术的方案,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
37.如图1所示,图1示出了本技术实施例提供的触摸感测方法的流程示意图,该方法可以应用于控制单元,控制单元通过引脚连接触摸按键。控制单元是引脚具备时分复用功能的微处理器。本技术实施例中,该控制单元可以是mcu(microcontroller unit,微控制单元),mcu通过外部引脚连接至触摸按键。该触摸感测方法可以包括以下步骤:
38.s110:通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换。
39.时分复用是控制单元固有的功能,其基本原理是通过配置寄存器控制多路开关,以将片外引脚在不同时刻连接不同的片内引脚,使得片外引脚具有多种功能,但是在同一时刻仅能使用其中一个功能。本实施例中,利用控制单元的时分复用功能,使连接至触摸按键的片外引脚在第一配置以及第二配置之间转换,进而使得该片外引脚具有两种功能,因此能够节省控制单元的引脚资源。
40.进一步地,如图2所示,步骤s110可以包括以下步骤s111~步骤s112。
41.步骤s111:在第一配置下,通过引脚将触摸按键与接地网络形成的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置。
42.本实施例中,当复用控制单元的引脚至第一配置时,将连接至触摸按键的片外引脚连接片内的gpio(general-purpose input/output,通用型输入/输出)引脚。触摸按键对地存在一个寄生电容,此时通过gpio引脚对触摸按键的寄生电容充电,直至将该寄生电容的电压充电至一预设电压。当该寄生电容的电压达到该预设电压后,将片外引脚转换为第二配置,也即将该片外引脚连接至另一个片内引脚。
43.步骤s112:在第二配置下,通过引脚对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压。
44.本实施例中,当复用控制单元的引脚至第二配置时,将连接至触摸按键的片外引脚连接片内的adc(analog-to-digital converter,模数转换)引脚。此时通过adc引脚对触摸按键的寄生电容进行放电,同时开始计时,当预设时间到达时,通过片内的adc引脚测量寄生电容的当前电压。本技术实施例中,当前电压即表示寄生电容从预设电压开始放电,并经过预设时间后放电下降到的电压。本实施例中,该预设时间可以根据具体的工况和需求灵活的设计,其典型值可以设置在几十微秒至几百微秒之间。
45.可以理解的是,在当前电压测量完毕之后,引脚将被复用至第一配置,对寄生电容进行新一轮的充电。具体地,可以在寄生电容的电压放电至零之后,再将引脚复用为第一配置;也可在寄生电容的电压未放电至零时,即将引脚复用为第一配置。本实施例中,以一定频率将引脚在第一配置与第二配置之间往返复用,该频率可以自由设置。
46.s120:根据当前电压判断触摸按键的感应状态。
47.由于人体存在分布电容,当手指靠近或接触触摸按键时,触摸按键的寄生电容会发生变化,进而使寄生电容的放电速度改变,那么在相同的预设时间之内,寄生电容所泄放的电压也相应地发生改变,从而使得从预设电压开始放电一段预设时间后所下降到的电压改变。因此通过在预设时间到达时测量寄生电容的当前电压能够得到当前电压的变化情况,再通过当前电压的变化情况即可判断触摸按键的感应状态。
48.上述的触摸感测方法,利用控制单元的时分复用功能,实现触摸电容的检测。其无需依赖传统的电容检测专用芯片,适用性非常广泛,能够极大地降低电容检测的硬件成本。
49.本技术实施例提供的触摸感测方法,先通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换;其中,在第一配置下,通过引脚将触摸按键的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置;在第二配置下,通过将引脚对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压;最后根据当前电压判断触摸按键的感应状态。在上述过程中,该方法的实现无需依赖专用的电容检测ic芯片,而是利
用了控制单元中的时分复用功能,因此相比于传统的触摸检测方案需要专用的电容检测ic芯片而言,本技术提供的触摸感测方法所需依赖的硬件成本更低。
50.如图3所示,本技术还提供另一种触摸感测方法200,触摸感测方法200可以包括以下步骤s210~步骤s250。
51.步骤s210:通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换。
52.步骤s210的原理与上述步骤110的原理相同,在此不作赘述。步骤s210同样可以包括以下步骤s211以及步骤s212,步骤s211和步骤s212的原理与上述的步骤s111和步骤s112的原理一致。
53.步骤s211:在第一配置下,通过引脚将触摸按键与接地网络形成的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置。
54.步骤s212:在第二配置下,通过引脚对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压。
55.本实施例中,在获得当前电压的测量值之后,可以继续执行以下步骤。
56.步骤s220:对当前电压进行滤波。
57.本实施例中,通过对当前电压进行滤波,能够降低系统噪声,并减小测量误差。本实施例所采用的滤波算法可以是平均值法、中位数法、递推中位数法以及卡尔曼滤波法中的任一种。实际上,任何滤波算法只要能能够提高系统信噪比都可以使用。以下,本实施例以连续m个数的递推平均数法为例,对当前电压的滤波进行解释说明。如图4所示,图4为递推平均数滤波法的流程示意图。其包括步骤s221~步骤s222:
58.步骤s221:设置滑动窗口,并计算滑动窗口内固定数量的测量数据的算数平均值,以输出一个数据。
59.如图5所示,图5为滑动窗口的示意图。v1~vn表示通过adc引脚依次测量的电压值,该滑动窗口可以覆盖连续的m个测量电压值,在本实施例中,m的典型值可以取2~5。进一步地,将滑动窗口内连续的m个测量电压值的算数平均值作为一个输出数据。假设m取3,adc引脚连续测得3个测量电压值v1~v3,此时计算v1~v3的算数平均值x1,该算数平均值x1就相当于是一次测量的输出结果。
60.步骤s222:将滑动窗口依次覆盖新的测量数据,并依次计算滑动窗口内的测量数据的算数平均值,以依次输出多个数据。
61.如图5所示,x1~xn表示依次输出的数据,其中每一个输出数据均是滑动窗口在滑动过程中m个连续测量电压值的算数平均值。具体地,随着新的测量电压值的产生,滑动窗口依次向前滑动依次覆盖新的测量数据,而由于滑动窗口所容纳的数据的数量固定的,那么新的测量数据加入窗口的同时旧的测量数据则退出窗口。例如,滑动窗口覆盖测量电压值v1~v3,此时输出一个数据x1;随着新的测量电压值v4的产生,滑动窗口向前滑动,使得测量电压值v4加入窗口而测量电压值v1退出窗口,此时滑动窗口覆盖测量电压值v2~v4,并输出一个数据x2;随着新的测量电压值连续产生,滑动窗口依次滑动并覆盖新的测量电压值,并依次输出数据x1~xn。通过该滤波算法对当前电压的测量值进行滤波,能够提高系统的稳定性以及当前电压的测量精度。
62.步骤s230:对滤波后的当前电压进行校准。
63.本实施例中,通过对滤波后的当前电压进行校准,能够进一步提高测量精度。如图
6所示,图6为校准的流程示意图,其包括步骤s231~步骤s233。
64.步骤s231:对基准电压进行滤波。
65.基准电压是当触摸按键在未触摸状态时,在第二配置下的当前电压的基准测量值。在触摸按键未发生触摸的状态时,通过上述步骤s211~步骤s212的方法测量触摸按键在第二配置下,寄生电容放电一段预设时间后的电压,该电压也就是基准电压,该基准电压也表示上述当前电压在触摸按键未触摸状态下的基准值。在实际测量阶段时,可以以该基准电压作为基准,对触摸按键的触摸状态做出判断。
66.本实施例中,对基准电压的滤波同样可以采用本实施例的滤波算法,即平均值法、中位数法、递推中位数法以及卡尔曼滤波法中的任一种。并且只要能够提高系统信噪比,任何滤波算法都可以使用。在一些实施方式中,在对步骤s220中的当前电压所使用的滤波算法可以与对基准电压所使用的滤波算法相同,以保证测量数据的准确性。
67.步骤s232:对滤波后的基准电压进行多次测量试验,并获得多次测量试验的平均值以及标准差。
68.本实施中,对基准电压进行多次测量试验,经过上述的滤波之后,从而获得n1个基准测量数据,再计算该n1个基准测量数据的平均值μ以及标准差σ。n1的值可以根据使用场景和测量速度灵活的选取,其典型值可以在10~10000之间。
69.步骤s233:通过所述基准电压的平均值以及标准差对所述当前电压进行归一化。
70.本实施例中,通过n1个基准测量数据的平均值μ以及标准差μ,可以在后续实际测量时,对实际的测量数据进行归一化处理:其中,x为在实际测量时,该当前电压的测量数据。
71.步骤s240:计算当前电压与基准电压的差值。
72.如前文所述,基准电压表示当前电压在触摸按键未触摸状态下的基准值。触摸按键的触摸检测分为两个阶段,一是基准测量阶段,在基准测量阶段得到一个基准值;二是实际测量阶段,在实际测量阶段得到一个实际值,通过实际值与基准值之间的变化量,进而能够判断触摸按键当前是否发生触摸。
73.本实施例中,当前电压也即实际测量值,当前电压与基准电压的差值也即表示了实际值与基准值之间的变化量,通过该变化量判断触摸按键当前是否发生触摸。具体而言,由于人体存在分布电容,当触摸按键发生触摸时,人体的分布电容相当于与触摸按键的寄生电容并联,使得寄生电容的测量值增大。值得注意的是,人体的分布电容大小通常在30pf~50pf,触摸按键的寄生电容大小设计应该与之相当。由于电容的充放电速度受电容大小的影响,当寄生电容的测量值增大时,寄生电容的放电速度变慢,而预设时间是固定不变的,那么在预设时间到达时寄生电容的电压会比基准未触摸状态下的电压更高,此时测量的电压值更大。因此,通过当前电压与基准电压的差值,能够判断触摸按键当前是否发生触摸。
74.值得一提的是,不同的人体或工况并联在寄生电容两端的分布电容的大小都不一样,这使得不同工况下寄生电容的充放电速度不一致,一般情况下会为系统软件控制带来不利影响。但是,本实施例中,由于在寄生电容充电阶段将其充电至一预设电压,并在放电阶段测量预设放电时间之后电压值,因此即使每个工况下寄生电容的充放电速度可能不一
致,也不会对测量结果产生影响,同时也不会影响到本技术所需的系统软件控制。
75.步骤s250:将差值与预设阈值比较,并根据比较结果判断触摸按键的感应状态。
76.预设阈值是触摸按键的触摸激活阈值,本实施例中,将该差值与预设阈值比较,如果该差值大于该预设阈值,则说明当前的实际测量值与基准测量值的变化量超过了触摸激活窗口,触摸按键发生了有效的触摸。而在预设阈值之内的变化量,则是误差允许的范围,该范围之内的误差可能由诸如测量、环境等因素引起。
77.如图7所示,在一些实施方式中,在步骤s233之后,还可以包括以下步骤s260~s280。
78.步骤s260:对触摸按键进行多次触摸试验,并通过基准电压的平均值以及标准差对每次触摸试验的电压测量进行归一化。
79.本实施例中,在得到基准测量数据的平均值μ以及标准差μ之后,可以继续对触摸按键进行触摸试验,在多次触摸试验后,通过测量寄生电容的电压可以得到n2个试验触摸数据,对每一个试验触摸数据均做归一化处理:x1为试验触摸数据。n2的值可以根据使用场景和测量速度灵活的选取,其典型值可以在10~10000之间。
80.步骤s270:计算归一化后的多个电压测量值的平均值以及标准差。
81.本实施例中,多个测量值也就是上述的试验触摸数据,计算归一化处理之后的n2个试验触摸数据的平均值μ’以及标准差σ’。
82.步骤s280:根据多个电压测量值的平均值与标准差,确定预设阈值。
83.本实施例中,根据触摸试验所得到的n2个试验触摸数据的平均值μ’以及标准差σ’可以体现出在实际测量阶段时实际测量数据的稳定性,标准差σ’越小则实际测量数据的稳定性越高,测量数据的稳定性越高,则可以将预设阈值的值设置的更大。
84.进一步地,预设阈值可以影响到触摸按键触摸的灵敏度以及误触的几率。预设阈值越小,则触摸的灵敏度更高,误触的几率也更大;而预设阈值越大,则触摸的稳定性更高。预设阈值的典型值在2~μ
’-
2σ’之间,预设阈值的取值范围也可以评估设备的稳定性,即μ
’-

’-
2的值越大,说明设备的稳定性越好。
85.本实施例提供的触摸感测方法,先通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换;其中,在第一配置下,通过引脚将触摸按键与接地网络形成的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置;在第二配置下,通过将引脚对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压;最后根据当前电压判断触摸按键的感应状态。在上述过程中,该方法的实现无需依赖专用的电容检测ic芯片,而是利用了控制单元中的时分复用功能,因此相比于传统的触摸检测方案需要专用的电容检测ic芯片而言,本技术提供的触摸感测方法所需依赖的硬件成本更低。并且通过对测量的电压滤波和校准,使得测量数据的精度更高。
86.如图8所示,本技术还提供一种触摸感测电路300,该触摸感测电路300包括触摸按键310、充放电电路320以及控制电路330。其中,触摸按键310周围设置接地网络,以使所述触摸按键与所述接地网络之间产生寄生电容。控制电路330通过充放电电路320连接于触摸按键310。控制电路330包括引脚tk,控制电路330通过该片外引脚tk连接于充放电电路320,且控制电路330被配置为通过时分复用将引脚tk在第一配置以及第二配置之间转换;其中,
在第一配置下,通过引脚tk使充放电电路320将触摸按键310的寄生电容c0充电至预设电压,并在寄生电容c0充电至预设电压时,将引脚tk转换为第二配置;在第二配置下,通过引脚tk使充放电电路320对寄生电容c0进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容c0的当前电压;以及根据当前电压判断触摸按键310的感应状态。
87.触摸按键310可以是任意形状的导电电极,导电电极与地之间存在寄生电容c0。控制电路130为微控制单元(microcontroller unit;mcu)。时分复用是mcu原本的功能,其基本原理是通过配置寄存器控制多路开关,以将片外引脚在不同时刻连接不同的片内引脚,使得片外引脚具有多种功能,但是在同一时刻仅能使用其中一个功能。本实施例中,利用mcu的时分复用功能,使连接至触摸按键310的引脚tk在第一配置以及第二配置之间转换,该引脚tk是片外引脚,进而使得片外引脚具有两种功能,因此能够节省mcu的引脚资源。
88.当复用至第一配置时,控制电路330将引脚tk连接片内的gpio(general-purpose input/output,通用型输入/输出)引脚。触摸按键310对与地之间存在寄生电容c0,此时gpio引脚通过充放电电路对触摸按键310的寄生电容c0充电,直至将该寄生电容c0的电压充电至一预设电压。当该寄生电容c0的电压达到该预设电压后,将tk引脚转换为第二配置,也即将该引脚tk连接至另一个片内引脚。
89.当复用至第二配置时,控制电路将引脚tk连接片内的adc(analog-to-digital converter,模数转换)引脚。此时adc引脚通过充放电电路320对触摸按键310的寄生电容c0进行放电,同时开始计时,当预设时间到达时,通过片内的adc引脚测量寄生电容c0的当前电压。由于人体存在分布电容,当手指靠近或接触触摸按键310时,触摸按键310的寄生电容c0会发生变化,进而使寄生电容c0的放电速度改变,那么在相同的预设时间之内,寄生电容c0所泄放的电压也相应地发生改变,从而使得从预设电压开始放电一段预设时间后所下降到的电压改变。因此通过在预设时间到达时测量寄生电容c0的当前电压能够得到当前电压的变化情况,再通过当前电压的变化情况即可判断触摸按键310的感应状态。
90.具体而言,可以在触摸按键310的周围设置接地网络,使触摸按键310与接地网络之间产生寄生电容c0。控制电路330的引脚tk连接于充放电电路320,以通过充放电电路320对寄生电容c0充放电。
91.值得一提的是,本实施例中,由于触摸按键310的周围设置接地网络,使触摸按键310与接地网络之间产生寄生电容c0,使得触摸感测电路300即使在每个工况下寄生电容的充放电速度可能不一致的情况下,也不会影响整体的测量结果,进而避免影响到本技术所需的系统软件控制。
92.如图9所示,该触摸感测电路300的接地网络包括底层底线311以及顶层底线312,其中底层地线311铺设于触摸按键背面,顶层地线312围绕触摸按键设置。如此设置,在触摸按键与地线之间能够产生足够的寄生电容,满足上述触摸感测电路300的需求,并且底层地线311与顶层地线312能够屏蔽emi(electromagnetic interference,电磁干扰),增强系统的稳定性。
93.如图10所示,图10示出了充放电电路120的其中一种结构示意图。充放电电路320包括第一二极管d1、第二二极管d2、第三二极管d3、第四二极管d4、第一电阻r1、第二电阻r2以及第一电容c1,第一二极管d1的正极连接于第二二极管d2的负极,第一二极管d1的负极连接于第一电阻r1的一端,第二二极管d2的正极连接于第二电阻r2的一端,第一电阻r1的
另一端与第二电阻r2的另一端连接;第三二级管d3的正极连接于第四二极管d4的负极,第三二极管d3的负极连接于第二二极管d2与第二电阻r2之间,第四二极管d4的正极连接于第一二极管d1与第一电阻r1之间;第一电容c1并联在第一电阻r1两端;第一二极管d1与第二二极管d2的连接节点连接于触摸按键310,第三二极管d3与第四二极管d4的连接节点连接于控制电路330,第一电阻r1与第二电阻r2的连接节点接地。本技术实施例提供的触摸感测电路,该电路设置有触摸按键;充放电电路,连接触摸按键;以及控制电路,包括引脚,引脚连接充放电电路,控制电路被配置为:通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换;其中,在第一配置下,通过引脚使充放电电路将触摸按键的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置;在第二配置下,通过引脚使充放电电路对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压;以及根据当前电压判断触摸按键的感应状态。本技术实施例提供的触摸感测电路仅利用控制电路的时分复用功能实现触摸状态的感测,电路结构简单、成本低廉且能够广泛使用。
94.如图11所示,本技术实施例还提供另一种触摸感测电路400,该触摸感测电路400包括电路板410以及上述的触摸感测电路300,该触摸感测电路300设置于电路板410上。
95.本技术实施例提供的触摸感测电路,设置有触摸按键;充放电电路,连接触摸按键;以及控制电路,包括引脚,引脚连接充放电电路,控制电路被配置为:通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换;其中,在第一配置下,通过引脚使充放电电路将触摸按键的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置;在第二配置下,通过引脚使充放电电路对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压;以及根据当前电压判断触摸按键的感应状态。本技术实施例提供的触摸感测电路仅利用控制电路的时分复用功能实现触摸状态的感测,电路结构简单、成本低廉、使用范围广泛且能够防止电磁干扰。
96.本技术实施例还提供一种电子设备,该电子设备包括设备主体以及上述的触摸感测电路,其中触摸感测电路设于设备主体内。
97.本实施例中,电子设备可以是但不限于是投影仪、微投、智能电视、智能手机、平板电脑、电纸书阅读器以及其他智能家电。
98.本技术实施例提供的电子设备,设置有触摸按键;充放电电路,连接触摸按键;以及控制电路,包括引脚,引脚连接充放电电路,控制电路被配置为:通过时分复用将引脚在第一配置以及第二配置之间转换;其中,在第一配置下,通过引脚使充放电电路将触摸按键的寄生电容充电至预设电压,并在寄生电容充电至预设电压时,将引脚转换为第二配置;在第二配置下,通过引脚使充放电电路对寄生电容进行放电,并在预设时间到达时,测量寄生电容的当前电压;以及根据当前电压判断触摸按键的感应状态。本技术实施例提供的电子设备的触摸感测电路仅利用控制电路的时分复用功能实现触摸状态的感测,电路结构简单、成本低廉、使用范围广泛且能够防止电磁干扰。
99.以上,仅是本技术的较佳实施例而已,并非对本技术作任何形式上的限制,虽然本技术已以较佳实施例揭示如上,然而并非用以限定本技术,任何本领域技术人员,在不脱离本技术技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本技术技术方案内容,依据本技术的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰,均仍属于本技术技术方案的范围内。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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