[發明專利]具有定序器驅動的模/數轉換器的微控制器

有效

• 申請號: 201280055241.5
• 申請日: 2012-10-05
• 公開（公告）號: CN103918185B
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 齊克·倫德斯特魯姆;基思·柯蒂斯;伯克·戴維森;肖恩·斯蒂德曼;雅恩·勒法爾
• 申請（專利權）人: 密克羅奇普技術公司
• 主分類號: H03M1/12
• 分類號: H03M1/12;G06F3/044
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司11287
• 代理人: 沈錦華

相關申請案交叉參考

本申請案主張于2011年10月6日申請的標題為“具有定序器驅動的ADC的微控制器(Microcontroller with Sequencer Driven ADC)”的序號為61/544,208的美國臨時申請案的優先權，所述臨時申請案如同完全陳述于本文中一般特此以全文引用的方式并入本文中。

技術領域

本發明涉及特定來說供在微控制器中使用且更特定來說供在具有電容性觸摸感測電路的微控制器中使用的模/數轉換器。

背景技術

人手或手指對電容性傳感器的觸摸或接近電容性近接傳感器改變所述電容性傳感器的某些參數，特定來說構建到用于(舉例來說)人機接口裝置(例如，小鍵盤或鍵盤)中的觸摸傳感器中的電容器的電容值。現在微控制器包含增強對此類電容性觸摸傳感器的檢測及評估的外圍設備。一個此種應用利用電容性分壓(CVD)來評估是否已觸摸電容性觸摸元件。CVD轉換過程需要將傳感器及ADC取樣與保持電容器充電/放電/連接達精確時間周期以便以最小噪聲實現全分辨率。

典型系統使用軟件來執行CVD轉換。然而，此需要高處理器額外開銷及顯著程序存儲器量的使用，且僅實現粗略時序分辨率。因此，需要一種能夠與電容性觸摸傳感器介接的經改進微控制器。

發明內容

根據各種實施例，提供一種使CVD轉換過程成為硬件功能的自動化定序器。所述定序器控制傳感器及ADC取樣與保持電容的充電/放電以及分壓過程。所述定序器還與針對較大分辨率的任選第二轉換或差分轉換一起起始ADC轉換。

根據一些實施例，一種微控制器包含：至少一個模擬輸入端口，其與所述微控制器的第一外部引腳耦合，所述第一外部引腳可與外部傳感器電容器耦合；及電容性觸摸傳感器外圍設備。所述電容性觸摸面板外圍設備包含：模/數轉換器，其用于測量所述外部傳感器電容器的電容；預充電單元，其可操作以將所述外部傳感器電容器及ADC的內部取樣與保持電容器獨立地預充電到選定預充電電壓；及定序器，其可操作而經編程以確定用于將所述外部電容器及所述內部電容器預充電的時序序列，并聯切換所述內部電容器與所述外部電容器以共享電荷且控制所述ADC以測量所述所共享電荷。

根據另一實施例，一種微控制器包含：至少一個模擬輸入端口，其與所述微控制器的第一外部引腳耦合，所述第一外部引腳可與外部傳感器電容器耦合；電容性觸摸傳感器外圍設備，其包含用于測量所述外部傳感器電容器的電容的模/數轉換器，所述電容性觸摸傳感器外圍設備經配置以將外部傳感器電容器及ADC的內部取樣與保持電容器獨立地充電到選定預充電電壓且可編程以確定用于將所述外部電容器及所述內部電容器預充電的時序序列，并聯切換所述內部電容器與所述外部電容器以共享電荷且控制所述ADC以測量所述所共享電荷。

附圖說明

圖1圖解說明根據一實施例的具有電容性觸摸小鍵盤、電容性觸摸模擬前端及數字處理器的電子系統的示意性框圖；

圖2是根據各種實施例的ADC系統的高級框圖；

圖3A及3B展示根據各種實施例所使用的各種開關；

圖4A及4B圖解說明根據本發明的教示的經由模擬通過門開關支持數字I/O及模擬功能的多功能端口邏輯，其中可借助ADC控制器邏輯超馳控制所述模擬功能以將連接到端口的電容性觸摸傳感器預充電及放電；

圖5展示根據各種實施例的自動化模/數轉換的示范性時序；

圖6展示在預充電階段期間的開關位置；

圖7展示在獲取/共享階段期間的開關位置；

圖8展示根據一實施例的ADC模塊的框圖；

圖9圖解說明根據本發明的特定實例性實施例的具有用于電容性傳感器及相關聯護環的CVD處理能力的混合信號集成電路裝置的示意圖；

圖10圖解說明根據本發明的另一特定實例性實施例的具有用于多個電容性傳感器及護環的CVD處理能力的混合信號集成電路裝置的示意圖；

圖11圖解說明根據本發明的特定實例性實施例的具有用于電容性傳感器及相關聯護環的CVD處理能力的混合信號集成電路裝置的示意圖；

圖12圖解說明根據本發明的另一特定實例性實施例的具有用于多個電容性傳感器及護環的CVD處理能力的混合信號集成電路裝置的示意圖；

圖13圖解說明根據本發明的特定實例性實施例的電容轉換的示意性電壓-時間圖；