CN101764604A - 实现触摸按键功能的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现触摸按键功能的方法，包括如下步骤：设置微处理器上作为所述触摸按键共用端的、输出脉冲宽度调制信号的输出端口；设置微处理器上至少一个分别通过不同的触摸按键模块与所述输出端口连接的输入端口；分别读取所述输入端口的输入电平，判断与其相连的触摸按键模块是否被触发。本发明还涉及一种实现触摸按键功能的装置。实施本发明的实现触摸按键功能的方法及装置，具有以下有益效果：由于采用通用微处理器及触摸按键模块来实现触摸按键功能，只需要配置与触摸按键模块连接的端口而不需要使用专用集成电路，因此成本低、开发周期短。

Description

实现触摸按键功能的方法及装置

技术领域

本发明涉及触摸控制领域，更具体地说，涉及一种实现触摸按键功能的方法及装置。

背景技术

现在电子产品中，触摸感应按键技术正在得到越来越广泛的应用。触摸感应按键不仅美观耐用，而且较传统机械按键具有更大的灵敏度、稳定性、可靠性，可以同时大幅提高产品的品质。触摸感应解决方案受到越来越多的IC(集成电路)设计厂家的关注，不断有新的技术和IC出现。但是，目前所有的触摸解决方案都使用专用IC，并且需要在专用IC的外围电路中增加很多电阻、电容来配合。由于专用IC的使用量较少(对于通用集成电路而言)、需要较长的开发周期和较高的开发费用，因此，使用专用IC的触摸感应按键方案的成本较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述由于采用专用集成电路而带来的成本较高的缺陷，提供一种具有较低成本的实现触摸按键功能的方法及装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种实现触摸按键功能的方法，包括如下步骤：

A)设置微处理器上作为所述触摸按键共用端的、输出脉冲宽度调制信号的输出端口；

B)设置微处理器上至少一个分别通过不同的触摸按键模块与所述输出端口连接的输入端口；

C)分别读取所述输入端口的输入电平，判断与其相连的触摸按键模块是否被触发。

在本发明所述的实现触摸按键的功能的方法中，所述步骤A)中进一步包括：

A1)设置所述输出端口输出脉冲信号的周期；

A2)设置所述输出端口输出脉冲信号的占空比。

在本发明所述的实现触摸按键的功能的方法中，所述步骤C)中进一步包括：依次判断所述输入端口的电平值，如为高电平，继续下一输入端口的判断；如为低电平，调用其相应的按键处理子程序。

在本发明所述的实现触摸按键的功能的方法中，还包括设置在所述步骤C)之前的、判断是否需要在所述输出端上输出脉冲信号的判断步骤。

在本发明所述的实现触摸按键的功能的方法中，如判断需要输出脉冲信号，则设置所述微处理器的控制位，输出脉冲信号并执行步骤C)，再退出该触摸子程序；如判断不需要输出脉冲信号，则清除所述微处理器的控制位，直接退出该触摸子程序。

本发明还涉及一种实现触摸按键功能的装置，包括微处理器，所述微处理器包括用于输出其周期和占空比可设置的脉冲信号的输出端口和至少一个输入端口，还包括分别连接在所述输入端口和所述输出端口之间的至少一个触摸按键模块。

在本发明所述的实现触摸按键功能的装置中，所述触摸按键模块包括二次微分电路、触摸按键、脉冲选择电路以及充电电路；所述输出端、二次微分电路、脉冲选择电路、充电电路及输入端依次连接，所述触摸按键与所述二次微分电路连接。

在本发明所述的实现触摸按键功能的装置中，所述二次微分电路包括第一电容、第二电容和第一电阻，所述第一电容一端与所述输出端连接，所述第一电容的另一端与所述第二电容一端连接，所述第二电容的另一端与所述脉冲选择电路连接，所述第一电阻一端与所述第一、第二电容的连接点连接，其另一端接地；所述触摸按键连接在所述第一、第二电容的连接点上。

在本发明所述的实现触摸按键功能的装置中，所述脉冲选择电路包括两个反向二极管，所述两个二极管的一端并接并与所述第二电容的另一端连接，所述两个二极管的另一端分别接地或与所述充电电路连接。

在本发明所述的实现触摸按键功能的装置中，所述脉冲选择电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正端和所述第二二极管的负端并接并与所述第二电容另一端连接；所述第二二极管的正端接地，所述第一二极管的负端与充电电路连接。

实施本发明的实现触摸按键功能的方法及装置，具有以下有益效果：由于采用通用微处理器及触摸按键模块来实现触摸按键功能，只需要配置与触摸按键模块连接的端口而不需要使用专用集成电路，因此成本低、开发周期短。

附图说明

图1是本发明实现触摸按键功能的方法及装置实施例中方法流程图；

图2是所述实施例中装置的逻辑框图；

图3是所述实施例中触摸按键模块结构示意图；

图4是所述实施例中触摸按键模块电原理图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明实现触摸按键功能的方法及装置实施例中，实现触摸按键功能的方法包括如下步骤：

步骤S11设置输出端口输出脉冲周期：在本步骤中，设置微处理器上被作为输出端口的输出信号的周期。我们知道，微处理器可以有多个输入/输出端口，在本实施例中，将其中一个作为输出端口，而将其他多个(具体数目需视具体情况而定)作为输入端口；多个触摸按键模块就连接在这个输出端口及多个输入端口之间；输出端口输出脉冲信号，这些脉冲信号分别通过触摸按键模块转换为电平传送到输入端口，微处理器通过判断上述输入端口的电平值即可得知与其连接的触摸按键模块是否被触发，从而决定是否调用相应的按键程序。在本步骤中，设置上述输出端输出脉冲信号的周期。

步骤S12设置输出端口输出脉冲占空比：一个脉冲信号的周期被设置后，该信号实际上并没有被决定下来，还需要设置其占空比才能见该脉冲信号设定，在本步骤中，设置上述脉冲信号的占空比，使得该信号被设定。实际上，上述步骤S11、S12结合起来，完成设置微处理器上作为所述触摸按键模块共用端的、输出脉冲宽度调制信号的输出端口的动作。

步骤S13设置输入端口：正如前面所述，除了要设置微处理器的输出端口外，还需要设置上述多个输入端口，在本步骤中，就是执行这一动作，设置输入端口。

步骤S14开触摸？判断当前是否需要打开触摸按键功能？如需要，执行下一步骤，如果不需要，直接跳转到步骤S20，退出本次触摸按键功能实现程序。在大多数微处理器的控制中，对于子模块都是采取轮询方式的，由于并不是任何时候都需要执行所有的子模块，而任何一个子模块的执行都需占用一定的时间，因此，在许多时候，本步骤是必要的，其可以减少微处理器一次轮询的执行时间，减少触摸按键子模块对微处理器资源的占用，使得整个系统的运行更加有效和节能。

步骤S15置位，输出端口输出脉冲：设置微处理器的控制位，使得输出端口输出符合上述设置参数的信号；由于在本步骤中，已经判断出需要输出端口输出脉冲宽度调制信号去实现触摸按键功能，因此，使微处理器的输出端口输出脉冲信号，便于下一步动作。

步骤S16读取下一个输入端口电平：上述输出端口输出的脉冲信号在通过触摸模块后，将转换为电平信号出现在上述各输入端口上，因此，读取上述各输入端口上的电平，即可得知与其连接的触摸模块是否被触发，在本步骤中，就是读取一个选中的输入端口上的电平值。如果之前没有读取过端口电平值，读取第一个输入端口的电平值；如果之前已经开始读取输入端口电平值，则本次读取上次读取的输入端口的下一个上的电平值。

步骤S17低电平？在本步骤中，判断读取回来的输入端口的电平值，以判断与该输入端口连接的触摸模块是否被触发，在本实施例中，由于触摸模块的结构，如果输入端口的电平为低电平，则认为相应的触摸模块被触发，执行步骤S18；如果不是低电平，则认为相应的触摸模块未被触发，执行步骤S19。

步骤S18调用相应按键子程序：在本步骤中，调用被触发的触摸模块相应的子程序，执行该程序。

步骤S19输入端口判断完成？由于在本实施例中，具有多个输入端口，也就是具有多个触摸模块，需要一一判断在本轮这些模块是否被触发，因此需要作出本步骤的判断，如果所有的触摸模块都已判断完成，执行步骤S20；否则，返回执行步骤S16。

步骤S20退出：退出本轮的触摸按键实现，微处理器执行其他任务。

本发明还涉及一种实现触摸按键功能的装置，如图2、3和4所示。在图2中示出按键触摸模块1与微处理器的连接方式。在图2中，多个触摸按键模块1分别连接在输出端口2和多个输入端口3、4之间，输出端口输出脉冲宽度调制的脉冲信号，该信号的周期及占空比可以事先设置，该信号分别通过不同的触摸按键模块1传送到不同的输入端口上，读取并判断各个输入端口上的电平，即可得其连接的触摸按键模块1被触发，从而，决定微处理器是否执行该触摸按键模块1对应的子模块，实现触摸按键功能。

在本实施例中，如图3所示，多个触摸按键模块1的结构是相同的，包括二次微分电路11、触摸按键12、脉冲选择电路13以及充电电路14；所述输出端口2、二次微分电路11、脉冲选择电路13、充电电路14及输入端3依次连接，所述触摸按键12与所述二次微分电路11连接。换句话说，输出端口2输出设置好的脉冲宽度调制信号，该信号通过二次微分电路11传送到脉冲选择电路13，再通过脉冲选择电路13传送到充电电路14，而充电电路14与输入端口3连接，因此，该信号最后表现为电平信号出现在输入端3上(当然，其他输入端也是如此)。

图4是上述触摸按键模块1的电路图，其示出了上述各单元在本实施例中的具体电路结构，包括二次微分电路11、触摸按键12、脉冲选择电路13以及充电电路14。其中，二次微分电路11包括第一电容C4、第二电容C5和第一电阻R3，第一电容C4的一端与输出端口2连接，第一电容C4的另一端与第二电容C5一端连接，第二电容C5的另一端与脉冲选择电路13连接，第一电阻R3一端与所述第一、第二电容C4、C5的连接点连接，其另一端接地；触摸按键12连接在所述第一、第二电容C4、C5的连接点上。即输出端口2输出的脉冲信号经过第一电容C4、第二电容C5传送到脉冲选择电路13，在第一电容C4、第二电容C5的连接点，除了第一电阻R3接地外，还连接了触摸按键12，当触摸按键12没有被触发时，上述第一电容C4、第二电容C5和第一电阻R3就构成了二次微分电路11，输出端口2输出的高频振荡信号(脉冲信号)经过此电路隔断了直流部分后，输出正负脉冲(上升沿对正脉冲，下降沿对负脉冲)，输送到脉冲选择电路13；脉冲选择电路13包括两个二极管，第一二极管的正端和第二二极管的负端并接并与所述第二电容C5的另一端连接，作为脉冲选择电路13的输入端，第二二极管的正端接地，第一二极管的负端与充电电路14连接，作为脉冲选择电路13的输出端。所述充电电路14包括第三电容C6和第三电阻R4，所述第三电容C6和所述第三电阻R4并接，其并接的一端与所述输入端口3和所述第一二极管负端连接，其并接的另一端接地。

在本实施例中，上述电路工作过程如下：当无手触摸的时候，第一电容C4、第二电容C5和第一电阻R3就构成了二次微分电路11，输出端口2输出的高频振荡信号(脉冲信号)经过此电路隔断了直流部分后，输出正负脉冲(上升沿对正脉冲，下降沿对负脉冲)，输送到脉冲选择电路13；经过脉冲选择电路13的第二二极管(位置图4中D1下方)滤除负脉冲，正脉冲在通过图4中D1上半部分的第一二极管对第三电容C6充电，因为放电电阻第二电阻R4很大(设计为兆级)，而微处理器的上拉内阻为K级，根据公式：5V*R4/(上拉内阻+R4)＝C6上的电压，第三电容C6上的电压会充电到5V左右，因此，无手接触的时候，与该触摸按键模块对应的微处理器上的输入端口的电平就为高电平；当手放在触摸按键Touch_key时，人体可以等效成一个小电容，通过此小电容，触摸点的电平被分压(或者说是被滤波)将降低，即降低了给第三电容C6充电的电压，再导致第三电容C6电平降低，那么到该输入端口的电平就为低电平；

同样的道理，用此方法可以实现多个触摸按键，只要其连接的输入端口不同即可。

实际电路中，为保证充电电流，C1，C2要足够的小，而且为防止环境温度等的干扰，必须使用NOP，X7R等稳定性好的电容。本实施例的技术方案可应用于任何由微处理器控制的电子产品，并透过3mm厚的有机玻璃板实现触摸按键的功能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种实现触摸按键功能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A)设置微处理器上作为所述触摸按键共用端的、输出脉冲宽度调制信号的输出端口；

B)设置微处理器上至少一个分别通过不同的触摸按键模块与所述输出端口连接的输入端口；

C)分别读取所述输入端口的输入电平，判断与其相连的触摸按键模块是否被触发。

2.根据权利要求1所述的实现触摸按键功能的方法，其特征在于，所述步骤A)中进一步包括：

A1)设置所述输出端口输出脉冲信号的周期；

A2)设置所述输出端口输出脉冲信号的占空比。

3.根据权利要求2所述的实现触摸按键功能的方法，其特征在于，所述步骤C)中进一步包括：依次判断所述输入端口的电平值，如为高电平，继续下一输入端口的判断；如为低电平，调用其相应的按键处理子程序。

4.根据权利要求1-3任何一项所述的实现触摸按键功能的方法，其特征在于，还包括设置在所述步骤C)之前的、判断是否需要在所述输出端上输出脉冲信号的判断步骤。

5.根据权利要求4所述的实现触摸按键功能的方法，其特征在于，如判断需要输出脉冲信号，则设置所述微处理器的控制位，输出脉冲信号并执行步骤C)，再退出该触摸子程序；如判断不需要输出脉冲信号，则清除所述微处理器的控制位，直接退出该触摸子程序。

6.一种实现触摸按键功能的装置，其特征在于，包括微处理器，所述微处理器包括用于输出其周期和占空比可设置的脉冲信号的输出端口和至少一个输入端口，还包括分别连接在所述输入端口和所述输出端口之间的至少一个触摸按键模块。

7.根据权利要求6所述的实现触摸按键功能的装置，其特征在于，所述触摸按键模块包括二次微分电路、触摸按键、脉冲选择电路以及充电电路；所述输出端、二次微分电路、脉冲选择电路、充电电路及输入端依次连接，所述触摸按键与所述二次微分电路连接。

8.根据权利要求7所述的实现触摸按键功能的装置，其特征在于，所述二次微分电路包括第一电容、第二电容和第一电阻，所述第一电容一端与所述输出端连接，所述第一电容的另一端与所述第二电容一端连接，所述第二电容的另一端与所述脉冲选择电路连接，所述第一电阻一端与所述第一、第二电容的连接点连接，其另一端接地；所述触摸按键连接在所述第一、第二电容的连接点上。

9.根据权利要求8所述的实现触摸按键功能的装置，其特征在于，所述脉冲选择电路包括第一二极管和第二二极管，所述第一二极管的正端和所述第二二极管的负端并接并与所述第二电容另一端连接；所述第二二极管的正端接地，所述第一二极管的负端与充电电路连接。

10.根据权利要求9所述的实现触摸按键功能的装置，其特征在于，所述充电电路包括第三电容和第三电阻，所述第三电容和所述第三电阻并接，其并接的一端与所述输入端和所述二极管一端连接，其并接的另一端接地。

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