一种兼容两种检测方式的电容触摸检测装置及方法与流程

电子电路装置的制造及其应用技术1.本发明涉及一种测量技术领域，具体为一种兼容两种检测方式的电容触摸检测装置及方法。背景技术：2.芯片电容触摸检测功能广泛应用于生活中的各种产品，比如各类电器的触摸按键、触摸滑条、触摸面板等，电容触摸检测的原理有很多种，各种原理方案中每个检测pin脚使用的芯片pin脚数量不同、分辨率不同、功耗不同、检测周期不同、抗干扰能力不同3.目前对芯片电容触摸检测的方法，一方面，检测速度慢且对同频的噪声抗干扰能力差、功耗偏大，占用较多pin脚资源；另一方面，由于环境噪声的复杂性，单一的检测方式容易引起误检测。4.现有技术已经不能满足现阶段人们的需求，基于现状，急需对现有技术进行改革。技术实现要素：5.本发明的目的在于提供一种兼容两种检测方式的电容触摸检测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。6.一方面，本发明提供如下技术方案一种兼容两种检测方式的电容触摸检测装置，包括：电容触摸按键传感器、检测pin脚、通道控制模块、振荡电路、pinmux控制单元和通道检测模块；7.所述电容触摸按键传感器的一端通过并联连接采样电容耦接检测pin脚，每一路所述电容触摸按键传感器通过采样电容并联耦接两路检测pin脚；8.所述检测pin脚的一端通过pinmux控制单元耦接通道控制模块，通道控制模块通过对pinmux控制单元的控制可以实现触摸电容cx到采样电容的充放电，当采样电容上的电荷累积电压到达通道控制模块的pin脚翻转阈值时会引起所述pin脚输入翻转；9.所述通道控制模块的控制端耦接通道检测模块，所述通道检测模块可以有多个，用于实现调节通道参数、通道计数、数据存储和数据处理等；10.所述相邻两路的主检测pin脚通过pinmux控制单元耦接振荡电路，即本实施例中的pin0和pin0-1两个检测pin脚通过pinmux控制单元耦接振荡电路，振荡电路的输出端耦接通道控制模块。11.另一方面，本发明提供如下技术方案一种兼容两种检测方式的电容触摸检测方法，所述检测方法包括：振荡频率计数检测方式和电容充放电计数检测方式；12.振荡频率计数检测方式的步骤包括：当触摸电容触摸按键传感器时，触摸电容的电容值发生改变，振荡电路产生不同频率的信号，通道检测模块通过计数检测振荡频率，判断有无触摸，检测功耗低。13.电容充放电计数检测方式的步骤包括：当触摸电容触摸按键传感器时，触摸电容的电容值发生改变，通道控制模块通过对pinmux控制单元的控制实现cx到采样电容的充放电，当采样电容上的电荷累积电压到达pin脚翻转阈值时会引起pin脚输入翻转。通道检测模块记录从充放电开始到pin脚输入翻转之间的充放电次数，判断有无触摸，检测速度快。14.本发明具有如下有益效果：15.(1)本发明通过设有电容触摸按键传感器、检测pin脚、通道控制模块、振荡电路、pinmux控制单元和通道检测模块，实现兼容两种检测方式的装置，用户可以根据具体pin脚数量、功耗需求、检测频率灵活选取合适的检测方式，检测速度快且功耗低；通过复用不同检测方式的共有设计模块，基本不增加芯片面积及成本，实现了对两种电容检测方法的支持，扩展了芯片在电容触摸检测中的使用场景，可以根据单检测场景需要，例用单芯片即可选择合适的检测试。16.(2)本发明兼容振荡频率计数检测方式和电容充放电计数检测方式两种检测方案，可以通过用户寄存器控制选择不同的检测方式进行工作，实现了使用一种检测方式作为初检基础，另外一种检测方式作为复检，提高了检测的准确度，且可抗干扰性较强。附图说明17.图1为本发明检测装置结构框图示意图；18.图2为本发明振荡电路电路示意图。具体实施方式19.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的领域普通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，都属于本发明保护的范围。20.参考图1，一方面，本发明提供如下技术方案一种兼容两种检测方式的电容触摸检测装置，其装置包括：电容触摸按键传感器、检测pin脚、通道控制模块、振荡电路、pinmux控制单元和通道检测模块。21.电容触摸按键传感器cx的输出端通过并联连接采样电容耦接检测pin脚，每一路所述电容触摸按键传感器通过采样电容并联耦接两路检测pin脚；本实施例的电容触摸按键传感器包括电容触摸按键传感器0和电容触摸按键传感器1，电容触摸按键传感器0通过采样电容cs1并联耦接pin0检测pin脚和pin0-1检测pin脚，电容触摸按键传感器1通过采样电容cs2并联耦接pin1检测pin脚和pin1-1检测pin脚，其中pin0检测pin脚和pin1检测pin脚为主检测pin脚，pin0-1检测pin脚和pin1-1检测pin脚为通过复用通道控制模块pin脚扩展的辅检测pin脚，电容触摸按键传感器0和电容触摸按键传感器1各自占用两个pin脚,pin0和pin0-1两个检测pin脚通过并联耦接采样电容cs1组成io电容充放电检测回路1，pin1和pin1-1两个检测pin脚通过并联耦接采样电容cs2组成io电容充放电检测回路2，其中，pin0-1和pin1-1两个引脚复用了通道控制模块正常功能的pin脚，当不使用电容充放电检测回路检测时，pin0-1引脚和pin1-1引脚将不会继续占用通道控制模块的pin脚，可以作为正常pin脚使用。22.检测pin脚的输出端通过pinmux控制单元耦接通道控制模块，通道控制模块通过对pinmux控制单元的控制可以实现触摸电容cx到采样电容的充放电，当采样电容上的电荷累积电压到达通道控制模块的pin脚翻转阈值时会引起所述pin脚输入翻转。23.通道控制模块的控制端耦接通道检测模块，通道检测模块可以有多个，用于实现调节通道参数、通道计数、数据存储和数据处理等，具体的，当外部计时触发事件发生时，通道控制模块选择一个通道的输出送给检测模块，检测结束后检测模块返回结束标志，通道控制模块根据既定配置切换到下一个检测pin脚。24.当手势触摸电容按键时，触摸电容cx电容值会发生变化，通道检测模块可以记录io电容充放电检测回路从充放电开始到pin脚输入翻转之间的充放电次数，从而可以通过计数的次数判断有无触摸事件发生。25.相邻两路的主检测pin脚通过pinmux控制单元耦接振荡电路，即本实施例中的pin0和pin0-1两个检测pin脚通过pinmux控制单元耦接振荡电路，振荡电路的输出端耦接通道控制模块，其振荡电路根据外部触摸电容cx的大小产生不同频率的振荡信号。26.参考图2，检测模块通过检测触摸按键上的触摸电容cx大小，判断触摸通道按键上是否有触摸动作，电容触摸按键传感器上的触摸电容cx,可以通过振荡电路产生振荡频率fx,振荡电路的形式有多种，本实施例的振荡电路通过一个恒流源给电容充电，一个比较器输出的反馈信号控制的开关给电容放电，比较器根据cx上的电压输出振荡频率fx；其中cx大小不同会影响充放电的速度，产生不同频率的输出。27.当手触摸外部的电容触摸按键时会引起触摸电容cx变化，振荡电路产生不同频率的信号，通道检测模块通过计数的方式检测振荡的频率，从而检测有无手势触摸；具体的，检测模块使用固定频率时钟通过计数方式检测fx频率对应的计数值，结果记为nx,计数结束后返回计数结束标志给通道控制模块，准备检测下一个通道。无触摸时由于噪声的影响，nx会在很小的幅度内变化，设置一个阈值m，其中m的值大于噪声变化幅度，生成一个计数空间nx-m到nx+m，即为无触摸振荡频率计数区间；当有触摸动作时，电容变化为cy,其中变化幅度会远大于噪声幅度，检测模块检测到的频率计数为ny,ny超出nx-m到nx+m的区间时，判断为有触摸动作，产生触摸标志位。28.另一方面，本发明提供如下技术方案一种兼容两种检测方式的电容触摸检测方法。29.电容触摸检测方法兼容了振荡频率计数和电容充放电计数两种检测方式。30.其中振荡频率计数检测方式的检测步骤包括：当触摸电容触摸按键传感器时，触摸电容的电容值发生改变，振荡电路产生不同频率的信号，通道检测模块通过计数检测振荡频率，判断有无触摸。31.其中电容充放电计数检测方式的检测步骤包括：当触摸电容触摸按键传感器时，触摸电容的电容值发生改变，通道控制模块通过对pinmux控制单元的控制实现cx到采样电容的充放电，当采样电容上的电荷累积电压到达pin脚翻转阈值时会引起pin脚输入翻转，通道检测模块记录从充放电开始到pin脚输入翻转之间的充放电次数，判断有无触摸。32.本发明可以通过用户寄存器控制选择不同的检测方式，通过调整采样电容电容值大小和振荡频率参数，实现两种检测方式复用同样的通道参数，减少两种检测方式切换时的软件干预次数。通过上述两种检测方式可知，无论是电容充放电计数检测方式还是振荡频率计数检测方式，检测的基本原理都是计数，例如，在本发明的实施例中，无触摸时计数是x,有触摸时计数是y，设定一个阈值n，当|x-y|》n时，认为外部有触摸；其中n是通过软件设置的阈值，范围在1％*x-10％*x之间，调整外部电容大小或者内部振荡电路的参数调整的是x和y的值，调整的目的是让两种方式没有触摸时的计数都在x附近，有触摸时都在y附近，这样在切换检测方式时就不需要调整n了。本发明的检测方法中兼容的两种检测方式，可以任意使得其中一种检测方式作为初检基础，且另外一种检测方式作为复检，提高检测的准确度和可抗干扰特性。33.选择两种检测模式共用时，对可抗干扰特性效果更佳明显，例如，本实施例通过选择振荡频率计数检测方式为基础，通过pin0-1和pin1-1选择浮空断开采样电容cs1和采样电容cs1，不影响振荡频率的产生，当检测到数据变化时也可以交替使能两种检测方式，当两种模式都检测到触摸事件时判断为有触摸发生。同理，也可以选择电容充放电计数检测方式为基础，当检测到数据变化时可以交替使能两种模式，当两种模式都检测到触摸事件时判断为有触摸发生。34.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。









图片声明：本站部分配图来自人工智能系统AI生成,觅知网授权图片,PxHere摄影无版权图库。本站只作为美观性配图使用,无任何非法侵犯第三方意图,一切解释权归图片著作权方,本站不承担任何责任。如有恶意碰瓷者,必当奉陪到底严惩不贷!




内容声明：本文中引用的各种信息及资料（包括但不限于文字、数据、图表及超链接等）均来源于该信息及资料的相关主体（包括但不限于公司、媒体、协会等机构）的官方网站或公开发表的信息。部分内容参考包括:(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供参考使用,不准确地方联系删除处理！本站为非盈利性质站点,发布内容不收取任何费用也不接任何广告!




免责声明：我们致力于保护作者版权，注重分享，被刊用文章因无法核实真实出处，未能及时与作者取得联系，或有版权异议的，请联系管理员，我们会立即处理，本文部分文字与图片资源来自于网络，部分文章是来自自研大数据AI进行生成,内容摘自(百度百科,百度知道,头条百科,中国民法典,刑法,牛津词典,新华词典,汉语词典,国家院校,科普平台)等数据,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!的,若有来源标注错误或侵犯了您的合法权益，请立即通知我们，情况属实，我们会第一时间予以删除，并同时向您表示歉意,谢谢!