[發明專利]一種新電容式檢測壓力及觸摸方法及電路

在審

• 申請號: 202011379992.5
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN112511151A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 歐陽寧
• 申請（專利權）人: 深圳康詠科技有限公司
• 主分類號: H03K17/96
• 分類號: H03K17/96;G05B19/042
• 代理公司: 深圳匯策知識產權代理事務所(普通合伙) 44487
• 代理人: 梁超

本發明公開了一種新電容式檢測壓力及觸摸方法及電路，包括主控MCU和兩塊金屬片構成電容的兩個電極，并且在兩塊金屬片之間填充介質，主控MCU包括GPIO輸入端和GPIO輸出端，GPIO輸入端與電容的第一電極連接，GPIO輸出端與電容的第二電極連接，其輸入電平比較器的VIH閾值電平或VIL閾值電平作為選定t時刻的Vc(t)值；開啟主控MCU的定時計數器計數功能以及外部輸入觸發中斷功能；外部輸入中斷觸發時，讀取定時計數器當中的計數值，該計數值反映當前檢測的電容數值大小；主控MCU檢測電容數值發生變化，即可判斷是壓力變大還是變小以及否有觸摸。不僅達到了檢測壓力大小變化，以及觸摸按鍵按下抬起效果有效且穩定的目的，而且方案成本低、壓力傳感器工廠易生產。

技術領域

本發明涉及顯示觸控的檢測技術領域，特別是涉及一種新電容式檢測壓力及觸摸方法及電路。

背景技術

隨著顯示觸控技術的不斷發展，以及人們生活品質要求的不斷提高，壓力及觸摸技術在應用上已經越來越廣泛。例如，智能手機上的觸摸屏，熱水器、微波爐、電飯煲上的觸摸按鍵等，幾乎可以說無“觸”不在。

壓力及觸摸方案在實現和生產的需求量非常大。目前市面上普遍存在的壓力及觸摸方案的設計比較復雜，大多是通過生產壓力傳感器，使用專用IC芯片的ADC檢測傳感器端的電壓(或電流)值大小的變化來實現。加之市場上大多數壓力傳感器屬于電流式，其物理結構多采用網格式節點檢測，最后綜合計算得到壓力值。加之該類的壓力傳感器在生產制造工藝中的要求高，方案成本高，生產設備復雜且精密，生產后的壓力傳感器價格昂貴，還需要帶有ADC轉換功能的專用主控MCU進行檢測。

因此，亟需提供一種新電容式檢測壓力及觸摸方法及電路方案以解決現有技術問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種新電容式檢測壓力及觸摸方法及電路，該技術方案無論是檢測電路設計，還是功能實現都相對簡單，不需要帶有ADC轉換功能的專用MCU實現檢測，任一通用的MCU具有GPIO(General-purpose input/output)輸入輸出功能，定時器計數以及外部中斷觸發功能都可實現檢測，不僅達到了檢測壓力大小變化，以及觸摸按鍵按下抬起效果有效且穩定的目的，而且其具備方案成本低、壓力傳感器工廠易生產等特點。

為實現上述目的，本發明提供了一種新電容式檢測壓力及觸摸電路，包括主控MCU和兩塊金屬片構成電容的兩個電極，并且在兩塊所述金屬片之間填充介質，所述主控MCU包括GPIO輸入端和GPIO輸出端，所述GPIO輸入端與所述電容的第一電極連接，所述GPIO輸出端與所述電容的第二電極連接。

優選地，所述主控MCU為通用具有GPIO輸入輸出功能和外部輸入觸發中斷功能，其內置輸入電平比較器和定時計數器。

優選地，所述輸入電平比較器包括兩個門限閾值，分別是VIH閾值電平和VIL閾值電平。

一種新電容式檢測壓力及觸摸方法，包括如下步驟：

步驟S1，輸入電平比較器的VIH閾值電平或VIL閾值電平作為選定t時刻的Vc(t)值；步驟S2，開啟主控MCU的定時計數器計數功能以及外部輸入觸發中斷功能；步驟S3，外部輸入中斷觸發時，讀取定時計數器當中的計數值，該計數值反映當前檢測的電容數值大小；及步驟S4，主控MCU檢測電容數值發生變化，根據電容數值的變化即可判斷是壓力變大還是變小以及否有觸摸。

優選地，檢測電容容值變化包括充電檢測方式和放電檢測方式兩種。

優選地，充電時的步驟S2包括以下步驟：步驟S21a，主控MCU檢測某時刻t電容的電容值時，將GPIO輸出端拉低足夠時間，使電容放電充分，此時電容與GPIO輸入端連接的電壓值Vc(t)為零；步驟S22a，主控MCU將GPIO輸出端拉高,同時在拉高的時刻將定時計數器清零；及步驟S23a，電容連接的GPIO輸入端電壓值Vc(t)變高，電容處于充電狀態。。