CN102571049B - 一种电磁炉用触摸按键抗干扰电路及抗干扰方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电磁炉用触摸按键抗干扰电路及抗干扰方法。抗干扰电路包括电阻和电容相连构成的串联电路，电容的另一端接地，电阻的另一端和电磁炉触摸按键信号采集电路中的单片机的参考电压输入端相连，电阻和电容的连接点与单片机的采集信号输入端相连。抗干扰方法就是通过交流电过零检测方法检测出电磁炉电磁干扰较小时间段，在该时间段内所述的单片机才去采集触摸按键信号，在其他时间段单片机不采集触摸按键信号，从而达到抗干扰的目的。本发明使触摸按键张弛振荡电路和电荷转移电路也能运用在电磁炉中，确保获得准确的电容式感应触摸按键信号，不会有按键响应迟钝或跳键现象发生，确保电磁炉正常使用，有效减少成本。

Description

一种电磁炉用触摸按键抗干扰电路及抗干扰方法

技术领域

本发明涉及电磁炉，尤其涉及一种使电磁炉上的触摸按键信号传递更加准确的电磁炉用触摸按键抗干扰电路及抗干扰方法。

背景技术

电磁炉是采用磁场感应电流的加热原理对食物进行加热的。加热时，通过面板下方的线圈产生磁场，磁力线穿过导磁体做的锅底时，锅具切割交变磁力线而在锅底产生涡流使锅底迅速发热，达到加热目的。由于电容式感应触摸按键具有成本低（无需特殊传感器）、功耗较低、感应式（只需轻触）、实现方式多样、安装方便、可以精确定位等优点，因此目前电磁炉一般均采用电容式感应触摸按键，电容式感应触摸按键实现控制的常用电路主要有：张弛振荡电路、电荷转移电路及CDC电容转换为数字信号电路。当电磁炉开始加热，电池炉主板对电容式感应触摸按键的干扰影响就会加大，特别是当电磁炉上锅中的水大量溢出来的时候，水跟锅连在一起，并且流到电容式感应触摸按键上时，干扰影响会更大。张弛振荡电路和电荷转移电路对干扰比较敏感，在电磁干扰较大情况下，进行电容式感应触摸按键扫描的话，会有按键响应迟钝或跳键现象发生。所以现在的电磁炉中对触摸按键信号的采集一般都用CDC电容转换为数字信号电路，但是CDC电容转换为数字信号电路相比于张弛振荡电路和电荷转移电路而言，原理比较复杂，成本较高。

发明内容

本发明主要解决原有电磁炉中电容式感应触摸按键采用张弛振荡电路或电荷转移电路时会受到较大电磁干扰，造成电容式感应触摸按键信号传递不准确，影响电磁炉使用的技术问题；提供一种电磁炉用触摸按键抗干扰电路及抗干扰方法，其能检测出哪个时刻电磁干扰大，哪个时刻电磁干扰小，从而使张弛振荡电路或电荷转移电路能避开电磁干扰大的时间段，在电磁干扰小的时间段才去检测电容式感应触摸按键信号，确保获得准确的电容式感应触摸按键信号，确保电磁炉正常使用，使触摸按键张弛振荡电路和电荷转移电路也能运用在电磁炉中。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明的一种电磁炉用触摸按键抗干扰电路，包括设有单片机U的触摸按键信号采集电路，还包括电阻R和电容C，电容C的一端接地，电容C的另一端和所述的电阻R的一端相连，电阻R的另一端和所述的触摸按键信号采集电路中的单片机U的参考电压输入端REF相连，所述的电阻R和所述的电容C的连接点和所述的单片机U的采集信号输入端ADC相连。

电磁炉的电磁干扰呈标准的50Hz工频干扰，干扰峰峰值为2V左右，在交流电过零的前后一段时间，电磁干扰可以基本忽略为0，这段时间约为2ms。如果在这个时间段去检测电容式感应触摸按键信号，那就可以避免按键响应迟钝或跳键现象的发生。由电容特性可知，当单片机的参考电压输入端REF（单片机内置的模数转换器上的参考电压端）上的电磁干扰加大时，电容C不可再视为断开而是有一定的容抗；电磁干扰小时，电容C可视为断开。这样我们通过单片机内置的模数转换器采样电阻和电容连接点处的电压，在电磁干扰比较小时该采样值一般为参考电压输入端REF的电压值，在电磁干扰大时该采样值会小于参考电压输入端REF的电压值，当参考电压输入端REF的电压值和采样值的差值大于一定界限时，就可判断为有大的电磁干扰的时刻。当单片机检测到电磁干扰大时，则不对触摸按键进行检测，反之则对触摸按键进行检测。因此，对触摸按键信号的检测避开了电磁炉中有较大电磁干扰发生的时刻，确保获得准确的电容式感应触摸按键信号，从而使电磁干扰不会影响触摸按键的使用，不会有按键响应迟钝或跳键现象发生，确保电磁炉正常使用。

当然，如果采用的单片机无内置模数转换器，也可将电阻R和电容C的连接点和外置模数转换器的输入端相连，外置模数转换器的输出端再和单片机相连，而外置模数转换器的参考电压输入端REF和电阻R的另一端相连，通过这样的电路连接也能实现上述功能。

作为优选，所述的触摸按键信号采集电路为触摸按键张驰振荡电路。使触摸按键张驰振荡电路不会受到电磁干扰的影响，也能用到电磁炉中，降低成本。

作为优选，所述的触摸按键信号采集电路为触摸按键电荷转移电路。使触摸按键电荷转移电路不会受到电磁干扰的影响，也能用到电磁炉中，降低成本。

本发明的一种电磁炉用触摸按键抗干扰方法，由于电磁炉为交流电供电，存在50Hz工频干扰，而在交流电过零时电磁干扰较小，通过交流电过零检测方法检测出电磁干扰较小时间段，在该时间段内所述的触摸按键信号采集电路的单片机U才去采集触摸按键信号，所述的交流电过零检测方法包括以下步骤：

第一步：所述的触摸按键信号采集电路中的单片机U通过单片机U的采集信号输入端ADC采集所述的电阻R和所述的电容C的连接点的电压V；

第二步：所述的单片机U将电压V和单片机U的参考电压输入端REF的电压VREF进行比较，得到VREF-V=△V；

第三步：所述的单片机U将△V和一设定值A进行比较，如果△V＞A，即为非交流电过零时间段，则判定为存在大电磁干扰，此时单片机U不采集触摸按键信号；如果△V≤A，即为交流电过零时间段，则判定为不存在大电磁干扰，此时单片机U采集触摸按键信号。

通过检测出电磁炉中较大电磁干扰发生的时间段，在该时间段内单片机不对触摸按键信号进行检测，单片机只在其他时间段才对触摸按键信号进行检测，因此触摸按键信号的检测避开了电磁炉中有较大电磁干扰发生的时刻，确保获得准确的电容式感应触摸按键信号，从而使电磁干扰不会影响触摸按键的使用，不会有按键响应迟钝或跳键现象发生，确保电磁炉正常使用。

本发明的有益效果是：利用交流电过零的前后一段时间，电磁干扰可以基本忽略为零的特性，检测出这个时间段，使张弛振荡电路或电荷转移电路能避开电磁干扰大的时间段，在电磁干扰小或基本为零的时间段才去检测电容式感应触摸按键信号，确保获得准确的电容式感应触摸按键信号，确保电磁炉正常使用，使触摸按键张弛振荡电路和电荷转移电路也能运用在电磁炉中，减少成本。

附图说明

图1是本发明一种电磁炉用触摸按键抗干扰电路的一种电路连接结构示意图。

图2是本发明中触摸按键张驰振荡电路的一种电路原理图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：本实施例的一种电磁炉用触摸按键抗干扰电路，如图1所示，包括带有单片机U的触摸按键信号采集电路及电阻R和电容C，单片机U内置有比较器、定时器和模数转换器，电容C的一端接地，电容C的另一端和电阻R的一端相连，电阻R的另一端和单片机U的参考电压输入端REF相连，电阻R和电容C的连接点和单片机U的采集信号输入端ADC（即单片机内置的模数转换器的输入端）相连。本实施例中，触摸按键信号采集电路为触摸按键张驰振荡电路，如图2所示，包括三个触摸按键S1～S3、六个电阻R1～R6和一个单片机U（即上述的与电阻R和电容C的连接点相连的单片机），三个触摸按键均为电容式感应触摸按键，触摸按键S1、触摸按键S2和触摸按键S3各和单片机U的三个输入端相连，这三个输入端经单片机内部的一个处理电路后和单片机内部的比较器的反相输入端相连，电阻R1、电阻R2和电阻R3的一端分别和触摸按键S1、触摸按键S2、触摸按键S3相连，电阻R1、电阻R2和电阻R3的另一端并接，并且和电阻R4的一端相连，该并接点又和单片机U内部的比较器的输出端相连，电阻R4的另一端和电阻R5、电阻R6的一端并接，该并接点和单片机内部的比较器的正相输入端相连，电阻R5的另一端接一个电压值，电阻R6的另一端接地，单片机U内部的比较器的输出端和单片机内部的定时器相连，单片机U内部的模数转换器的输入端与电阻R和电容C的连接点相连，单片机U内部的模数转换器的参考电压输入端REF和电阻R的另一端相连。

当手指按下触摸按键之后，触摸按键上的电容会增大，根据以下公式：

得知当触摸按键上的电容增加时，振荡频率就会减小，将该振荡频率通过单片机内置的比较器比较之后波形变为PWM波，该PWM波的信号作为单片机内置定时器的时钟源，然后在一个固定的时间窗内，检测定时器中计数器的变化，从而达到检测频率的目的，就可判断是否有键按下。为了避开大电磁干扰发生时段，对触摸按键的检测采用下述方法。

上述一种电磁炉用触摸按键抗干扰电路的抗干扰方法，由于电磁炉为交流电供电，存在50Hz工频干扰，而在交流电过零时电磁干扰较小，通过交流电过零检测方法检测出电磁干扰较小时间段，在该时间段内电磁炉中触摸按键信号采集电路的单片机U才去采集触摸按键信号，在其他时间段单片机U不采集触摸按键信号，从而达到抗干扰的目的，交流电过零检测方法包括以下步骤：

第一步：触摸按键张驰振荡电路中的单片机U通过内置的模数转换器的采集信号输入端ADC采集电阻R和电容C的连接点的电压V；

第二步：单片机U将电压V和单片机U内置的模数转换器的参考电压输入端REF的电压VREF进行比较，得到VREF-V=△V；

第三步：单片机U将△V和一设定值A进行比较，如果△V＞A，即为非交流电过零时间段，则判定为存在大电磁干扰，此时单片机U不采集触摸按键信号；如果△V≤A，即为交流电过零时间段，则判定为不存在大电磁干扰，此时单片机U采集触摸按键信号。

单片机U采集到触摸按键信号后，再经过内部程序处理，发出信号去控制电磁炉中的相应设备。

当然触摸按键信号采集电路也可采用触摸按键电荷转移电路，也可采用其他的电路连接方式的触摸按键张驰振荡电路，无论用哪一种触摸按键信号采集电路，都应在本发明保护的范围之内。

本发明采用交流电过零检测方法，确定哪个时刻电磁干扰大，哪个时刻电磁干扰小，从而能避开电磁干扰大的时间段，只在电磁干扰小的时间段才去检测电容式感应触摸按键信号，确保获得准确的电容式感应触摸按键信号，不会有按键响应迟钝或跳键现象发生，确保电磁炉正常使用，使触摸按键张弛振荡电路和电荷转移电路也能运用在电磁炉中，有效减少成本。

Claims (1)

1. 一种电磁炉用触摸按键抗干扰电路的抗干扰方法，其特征在于，电磁炉用触摸按键抗干扰电路，包括设有单片机（U）的触摸按键信号采集电路及电阻（R）和电容（C），电容（C）的一端接地，电容（C）的另一端和所述的电阻（R）的一端相连，电阻（R）的另一端和所述的触摸按键信号采集电路中的单片机（U）的参考电压输入端REF相连，所述的电阻（R）和所述的电容（C）的连接点和所述的单片机（U）的采集信号输入端ADC相连，所述的触摸按键信号采集电路为触摸按键张驰振荡电路或触摸按键电荷转移电路；由于电磁炉为交流电供电，存在50Hz工频干扰，而在交流电过零时电磁干扰较小，通过交流电过零检测方法检测出电磁干扰较小时间段，在该时间段内所述的触摸按键信号采集电路的单片机（U）才去采集触摸按键信号，所述的交流电过零检测方法包括以下步骤：

第一步：所述的触摸按键信号采集电路中的单片机（U）通过单片机（U）的采集信号输入端ADC采集所述的电阻（R）和所述的电容（C）的连接点的电压V；

第二步：所述的单片机（U）将电压V和单片机（U）的参考电压输入端REF的电压VREF进行比较，得到VREF-V=△V；

第三步：所述的单片机（U）将△V和一设定值A进行比较，如果△V＞A，即为非交流电过零时间段，则判定为存在大电磁干扰，此时单片机（U）不采集触摸按键信号；如果△V≤A，即为交流电过零时间段，则判定为不存在大电磁干扰，此时单片机（U）采集触摸按键信号。

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