[發明專利]電容式觸摸按鍵系統及其按鍵檢測方法

在審

• 申請號: 202010918827.6
• 申請日: 2020-09-03
• 公開（公告）號: CN112039512A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 高云;尹建濤;袁俊;陳光勝
• 申請（專利權）人: 上海東軟載波微電子有限公司
• 主分類號: H03K17/96
• 分類號: H03K17/96;H03K17/98
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 郎彥澤;葉子濃

電容式觸摸按鍵系統及其按鍵檢測方法，所述按鍵檢測方法包括：a)預先確定計數參考值；b)將待測電容C和檢測電容Cix的電壓升至電壓源Vx的電壓；c)釋放檢測電容Cix中的電荷；d)由待測電容C向檢測電容Cix放電，直至檢測電容Cix的電壓穩定；e)待測電容C停止向檢測電容Cix放電，且計數加1；f)判斷待測電容C在向檢測電容Cix放電后的電壓V是否達到預定的參考電壓范圍；重復步驟c)、d)、e)、f)，直至待測電容C在向檢測電容Cix放電后的電壓V達到預定的參考電壓范圍；將記錄的所述計數的值與所述計數參考值進行對比。本發明能夠大幅度的提高掃描速度、并大幅度的節省功耗，同時具有自適應性、也節省了硬件成本以及一個微控制器的引腳。

技術領域

本發明涉及觸摸按鍵技術領域，特別是涉及一種電容式觸摸按鍵系統及其按鍵檢測方法。

相關術語

TK：Touch Key，觸摸按鍵。

CMP：Comparator，比較器。

IO：Input and Output，輸入輸出。

Vref：Voltage Reference參考電壓，又作基準電壓。

SNR：信號與噪聲比率，即信噪比。

背景技術

相對于傳統的機械按鍵，電容式觸摸按鍵在使用壽命、外形美觀等多方面都具有明顯的優勢，已經廣泛應用于包括家電、消費電子、工業控制、移動設備等領域。

如圖1所示，目前，電容式觸摸按鍵主流的按鍵檢測方法通常采用電荷遷移的方式實現，其工作原理大致為：對容值較小的觸摸按鍵感應電容Cp反復充放電和電荷轉移，通過電荷轉移對容值較大的檢測電容Cx反復充電，對檢測電容的充電次數進行統計，根據充電次數的變化判斷按鍵是否按下。

也就是說，現有技術中，電容式觸摸按鍵的按鍵檢測方法通常以充電次數作為判斷依據，電荷由小電容向大電容遷移。這類方案存在如下多方面的缺陷：

1)在按鍵檢測的過程中通常需要固定占用一個IO端口，使得在IO端口數有限的情況下，用戶必須放棄一個觸摸端口的使用，用于連接外置充放電電容，由此導致用戶使用的便利性降低；

2)外置大電容導致系統功耗較大，不適合低功耗應用；

3)方案的硬件成本較高；

4)電荷從較大容值的Cp向更大容值的Cx遷移，使得掃描速度較慢。

發明內容

本發明解決的技術問題是：電容式觸摸按鍵如何實現低功耗、高掃描速度的按鍵檢測。

為了解決上述技術問題，本發明實施例提供一種電容式觸摸按鍵系統的按鍵檢測方法，包括：

a)預先確定計數參考值，所述計數參考值為：觸摸按鍵的按壓區域未受到按壓的情況下，待測電容C在向檢測電容Cix放電后的電壓V達到預定的參考電壓范圍所需的放電次數；

b)將待測電容C和檢測電容Cix的電壓升至電壓源Vx的電壓；

c)釋放檢測電容Cix中的電荷；

d)由待測電容C向檢測電容Cix放電，直至檢測電容Cix的電壓穩定；

e)待測電容C停止向檢測電容Cix放電，且計數加1；

f)判斷待測電容C在向檢測電容Cix放電后的電壓V是否達到預定的參考電壓范圍；

g)若待測電容C在向檢測電容Cix放電后的電壓V未達到預定的參考電壓范圍，則重復上述步驟c)、d)、e)、f)，直至待測電容C在向檢測電容Cix放電后的電壓V達到預定的參考電壓范圍；