CN101093990A - 触控感应电路 - Google Patents
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Abstract
一种触控感应电路，包括串接的触摸感应电路和调理电路，触摸感应电路的输入端与脉冲信号输入端连接，触摸感应电路的输出端与调理电路的输入端连接，调理电路的输出端与MCU单元连接。触摸感应电路包括有触控感应片K，电阻R1、R2和结型场效应管Q1；触控感应片K的一个电极连接到脉冲信号输入端，另一个电极与Q1的G极相连；电阻R1一端接地，另一端与Q1的G极相连；电阻R2一端接电源VCC，另一端与Q1的D极相连，Q1的S极接地。本发明中的电路设计比较简单，仅由若干电阻、电容和结型场效应管组成，该电路具有简单实用、安全可靠、制作成本低、适应性好等特性。它对表面材料是否透明无严格要求，对不同表面材料，只需要调整R1的参数即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种触控感应电路，特别是一种在被玻璃、陶瓷或塑胶隔离的情形下能感受人体手指接触信号并识别为按键信息的触控感应电路，属于家用电器电子技术领域。
背景技术
目前，用于家电产品上的触控电路，特别是用于电磁炉上的触控电路基本上都为单电极触发式的，这种电路产生的电压信号变化量比较弱，大致为十几个毫伏，需要在后续电路中增加信号放大电路，把信号放大后再传输处理，电路结构复杂，成本高，触摸感应灵敏度小。
本公司在中国专利号ZL200420047169.4公开了一种电磁炉中使用的触控感应电路，包括有输入调理电路、感应电路、积分输出电路，其中感应电路的输入端与输入调理电路的输出端连接，感应电路的输出端与积分输出电路的输入端连接。输入调理电路包括有电阻R1、电容C1、二极管D1、D2，感应电路包括有电阻R2及感应片K，积分输出电路包括有电阻R3、电容C2，输入调理电路的输入端为方波信号，占空比不小于50％。当手指接触到感应片感应区域时，感应片与手指间形成的电容将会使积分输出电路的输出端的电压发生变化，此变化经放大电路放大以后，通过MCU进行采样处理，实现将手指触控信号感应识别为按键信息，进而实现对电磁炉的操作控制。这种触控感应电路，仍然是电压信号变化量较弱，需要通过放大电路放大后才能进行处理，有必要进一步改进和完善。
发明内容
本发明的目的旨在提供一种能够灵敏感应人体手指的接触信息、并转化为电压信号的变化、由微控制器进行识别及操作控制的触控感应电路，以克服现有技术中的不足之处。
按此目的设计的一种触控感应电路，包括串接的触摸感应电路和调理电路，触摸感应电路的输入端与脉冲信号输入端连接，触摸感应电路的输出端与调理电路的输入端连接，调理电路的输出端与MCU单元连接，其特征是触摸感应电路包括有触控感应片K，电阻R1、R2和结型场效应管Q1；触控感应片K的一个电极连接到脉冲信号输入端，另一个电极与Q1的G极相连；电阻R1一端接地，另一端与Q1的G极相连；电阻R2一端接电源VCC，另一端与Q1的D极相连，Q1的S极接地。
所述调理电路包括电阻R3、R4和R5，电容C1、C2和比较器A1；电容C1一端与比较器A1正极连接，另一端与电阻R4串联后接比较器A1负极；电阻R5并联在比较器A1的负极和电源VCC之间；电阻R3并联在比较器A1的输出端与电源VDD之间；电容C2串联在比较器A1的输出端和地之间，输出端与MCU单元连接。
所述脉冲信号发生单元发射的信号为方波信号。其频率为100kHz～400kHz；方波信号的占空比为60％～90％。
本发明中的调理电路对触摸感应电路的输出信号进行调整以适应MCU的采样要求。触摸感应电路的IN端为脉冲输入信号，当手指接触到感应片时，感应片与手指间形成的电容会使OUT端的电压变化。此变化经调理电路调整后传送到MCU进行采样，实现将手指触控信号感应识别为按键信息，从而对电磁炉操作控制。
当触控感应片K的触摸表面感应区域没有手指接触时，输入端输入的方波经由K对Q1进行传输，设定触控感应片K与非导体表面存在的分布电容为CK1由于CK1极小，对电路的影响很微弱。
当触控感应片K的触摸表面感应区域有手指接触时，触控感应片K与手指之间存在分布电容CK2，并有CK2＞＞CK1。由于CK2的存在，则K使OUT端的电压下降。OUT端的电压下降通过调理电路调整后交由MCU进行采样处理，从而可以通过电压的变化实现对指触信息(包括手指的接触与离开)的识别。
本发明中的电路设计比较简单，仅由若干电阻、电容和结型场效应管组成，该电路具有简单实用、安全可靠、制作成本低、适应性好等特性。它对表面材料是否透明无严格要求，对不同表面材料，只需要调整R1的参数即可。其中的触控感应片K具有双电极，可以是金属、导电橡胶，薄膜等电导体，无其它特殊要求。
附图说明
图1为本发明的电路框图。
图2为本发明的电路原理图。
图3为本发明一实施例的电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。
参见图1-图2，在本触控感应电路中，触摸感应电路11的输入端与脉冲信号输入端连接，触摸感应电路11的输出端与调理电路12的输入端连接，调理电路12的输出端与MCU单元2连接。触摸感应电路11包括有触控感应片K，电阻R1、R2和结型场效应管Q1；触控感应片K的一个电极相连到脉冲信号输入端，另一个电极与Q1的G极相连。电阻R1一端接地，另一端与Q1的G极相连。电阻R2一端接电源VCC，另一端与Q1的D极相连。Q1的S极接地。触控感应片K为金属导电体、非金属导电体、导电橡胶或薄膜导电体。
调理电路12包括有电阻R3、R4和R5，电容C1、C2和比较器A1，电容C1串联在比较器A1的正极和负极之间，电阻R5并联在比较器A1的负极和电源VCC之间，电阻R3并联在比较器A1的输出端与电源VDD之间，电容C2串联在比较器A1的输出端和地之间，输出端与MCU连接。
参见图3，脉冲信号发生单元1的方波发生电路利用NE555时基电路产生占空比为80％的160kHz的方波，输出信号传送到MCU单元2进行处理，MCU单元2则根据对电平变化的监视，可以识别出某按键区域是否有手指接触或释放。
Claims (6)
1.一种触控感应电路，包括串接的触摸感应电路(11)和调理电路(12)，触摸感应电路的输入端与脉冲信号输入端连接，触摸感应电路的输出端与调理电路的输入端连接，调理电路的输出端与MCU单元(2)连接，其特征是触摸感应电路包括有触控感应片K，电阻R1、R2和结型场效应管Q1；触控感应片K的一个电极连接到脉冲信号输入端，另一个电极与Q1的G极相连；电阻R1一端接地，另一端与Q1的G极相连；电阻R2一端接电源VCC，另一端与Q1的D极相连，Q1的S极接地。
2.根据权利要求1所述的触控感应电路，其特征是所述调理电路包括电阻R3、R4和R5，电容C1、C2和比较器A1；电容C1一端与比较器A1正极连接，另一端与电阻R4串联后接比较器A1负极；电阻R5并联在比较器A1的负极和电源VCC之间；电阻R3并联在比较器A1的输出端与电源VDD之间；电容C2串联在比较器A1的输出端和地之间，输出端与MCU单元连接。
3.根据权利要求1或2所述的触控感应电路，其特征是所述触控感应片K具有双电极。
4.根据权利要求3所述的触控感应电路，其特征是所述触控感应片K为金属导电体、非金属导电体、导电橡胶或薄膜导电体。
5.根据权利要求4所述的触控感应电路，其特征是所述脉冲信号发生单元(1)发射的信号为方波信号。
6.根据权利要求5所述的触控感应电路，其特征是所述方波信号的频率为100kHz～400kHz；方波信号的占空比为60％～90％。
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