CN104104375A - 增强电容式触摸按键抗手机干扰的方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种增强电容式触摸按键抗手机干扰的方法及电路，其包括如下步骤：步骤1、判断是否有触摸动作发生；步骤2、触摸动作发生后，调整触摸按键扫描的周期时间，以在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样；步骤3、统计上述步骤2中预设次数采样中识别到触摸动作的次数；步骤4、当步骤3中识别的触摸动作次数大于预设触摸阈值时，则将触摸按键扫描的周期时间调整至常规的扫描周期时间，以进行常规的触摸动作判断，否则，判断存在手机干扰。本发明操作方便，在不增加元器件下增加增强电容式触摸按键对于手机干扰的耐受性，安全可靠。

Description

增强电容式触摸按键抗手机干扰的方法及电路

技术领域

本发明涉及一种方法及电路，尤其是一种增强电容式触摸按键抗手机干扰的方法及电路，属于触摸抗干扰的技术领域。

背景技术

近年来，随着触摸技术的广泛应用，用于按键应用的电容式触摸呈现出快速增长。电容式触摸按键不仅出现在电视、显示器、厨房电器等高端产品中，亦已渗透到消费电子领域各个方面。

触摸按键开关大多是采用电容测量的方式，通过计算感应点处电容上电荷的变化来判断感应点电容值的变化，从而得出触摸动作是否产生。公开号为CN101060321A的文件公开了一种触摸感应方法，对于公开号为CN101060321A中的附图1，在具体实施时，通过计量电容C_S到电容C_C的电荷搬运次数的变化来判断触摸动作的产生。

随着手机的普及，手机与触摸按键出现在同一空间环境的情况越来越多，手机的高频辐射对触摸按键的识别会产生显著的影响，特别是在手机拨打或接通瞬间且距离触摸按键较近时，会导致触摸动作的误识别，进而导致相关设备的误动作。对于公开文件CN101060321A中公开的触摸感应技术，实现原理中的主要器件C_S和C_C都是电容元件，其本身更易感应手机的电磁辐射。

当前很多应用方案采用金属屏蔽或在PCB上增加滤波电路的方式来避免手机干扰的影响。但是，金属屏蔽无法将感应端隔离，且成本较高，在感应端干扰足够强时仍然能够影响触摸按键的识别，PCB上增加滤波电路的方式也会导致系统成本的增加。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种增强电容式触摸按键抗干扰的方法及电路，其操作方便，在不增加元器件下增加增强电容式触摸按键对于手机干扰的耐受性，安全可靠。

按照本发明提供的技术方案，所述增强电容式触摸按键抗手机干扰的方法，所述抗手机干扰的方法包括如下步骤：

步骤1、判断是否有触摸动作发生；

步骤2、触摸动作发生后，调整触摸按键扫描的周期时间，以在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样；

步骤3、统计上述步骤2中预设次数采样中识别到触摸动作的次数；

步骤4、当步骤3中识别的触摸动作次数大于预设触摸阈值时，则将触摸按键扫描的周期时间调整至常规的扫描周期时间，以进行常规的触摸动作判断，否则，判断存在手机干扰。

所述步骤2中，在干扰耦合信号的一个周期内进行预设采样的次数为3～9次。

所述步骤4中，预设触摸阈值大于2，且不大于预设采样的次数。

一种增强电容式触摸按键抗手机干扰的电路，包括电容Cs、电容Cc、电压比较器以及计数器，其特征是：所述电容Cs的一端接地，电容Cs的另一端与开关S1的一端以及开关S2的一端连接，开关S1的另一端与充电电压V1连接，开关S2的另一端与电压比较器的同相端、开关S3的一端以及电容Cc的一端连接，电容Cc的另一端以及开关S3的另一端接地，电压比较器的反相端与参考电压Vref连接，电压比较器的输出端与计数器的控制端连接，计数器与计数值处理与判决单元连接，计数值处理与判决单元与开关S3的控制端连接；

计数值处理与判决单元根据计数器的计数值判断是否有触摸动作发生，计数值处理与判决单元判断触摸动作发生后，调整触摸按键扫描的周期时间，以在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样，且数值处理与判断单元统计预设次数采样中识别到触摸动作的次数；当识别的触摸动作次数大于预设触摸阈值时，计数值处理与判决单元则将触摸按键扫描的周期时间调整至常规的扫描周期时间，以进行常规的触摸动作判断，否则，判断存在手机干扰。

所述充电电压V1为0.5VDD～VDD。

本发明的优点：在确定有触摸动作发生后，通过调整触摸按键的扫描周期时间，并在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样，通过对预设次数采样内识别到的触摸动作进行统计，通过识别的触摸动作次数与预设触摸阈值之间的关系，判断是否有手机干扰，可在不改变原有系统元件的情况下有效增强电容触摸按键的手机干扰耐受性；还可以不用改变已有的电容触摸按键识别方法，只需在现有识别方法中增加本发明提出的相应步骤，操作方便，安全可靠。

附图说明

图1为本发明的流程图。

图2为出现手机干扰时电容Cc以及电容Cs上的信号特性。

图3为本发明的电路框图。

具体实施方式

下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示：为了在不增加元器件下增强电容式触摸按键对于手机干扰的耐受性，本发明抗手机干扰的方法包括如下步骤：

步骤1、判断是否有触摸动作发生；

在具体实施时，判断是否有触摸动作发生采用公开文件CN101060321A中提供的方法，即在触摸按键的扫描周期内，通过计数器对开关S1、开关S2的开关次数计数，然后将计数器内的计数值与计数值处理与判决单元中的无触摸时的充电时间进行差值计算，当差值大于预先设定的标准差值时，则计数值处理与判决单元判现在的状态为触摸状态。具体的过程参考公开文件CN101060321A中的内容描述，具体不再赘述。

步骤2、触摸动作发生后，调整触摸按键扫描的周期时间，以在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样；

一般地，在无干扰期间电容Cs和电容Cc的正极板信号保持稳定，当增强电容式触摸按键存在手机干扰时，电容Cs和电容Cc的感应信号均呈现出稳定的周期特性，手机干扰呈周期性出现，如图2所示，图2中示出了周期为4.5ms的整数倍，占空比为1/9的信号特性图，4.5ms的周期对应500μs的高电平，电容Cs和电容Cs的感应信号在手机干扰的高电平期间触摸按键识别极易出现错误。

为了能够对手机干扰进行识别，本发明实施例中，当计数值处理与判决单元判断触摸动作发生后，调整触摸按键扫描的周期时间，具体实施时，调整后触摸按键扫描的周期时间远小于计数值处理与判决单元内进行常规是否有触摸动作发生时的常规扫描的周期时间，从而能在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样。本发明实施例中，当确定触摸动作发生后，才调整触摸按键扫描的周期时间，能够有效降低整个系统的功耗消耗。

一般地，在干扰耦合信号的一个周期内进行预设采样的次数为3～9次。干扰耦合信号的一个周期一般为4.5ms的整数倍，在干扰耦合信号的一个周期内通过计数器对开关S1、开关S2的开关次数进行采样，由于对触摸按键扫描的周期时间进行了调整，所以能够满足在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样，调整触摸按键扫描的周期时间，可以根据检测干扰耦合信号的一个周期的时间进行确定，干扰耦合信号的一个周期的时间可以通过对电容Cs和电容Cc在出现手机干扰时的信号特性进行确定，为本技术领域人员所熟知，具体不再赘述。

步骤3、统计上述步骤2中预设次数采样中识别到触摸动作的次数；

本发明实施例中，计数值处理与判决单元对预设次采样中识别到触摸动作的次数进行统计，以便利用统计的触摸动作的次数进行后续的操作。如当干扰耦合信号的一个周期为4.5ms时，500μs高电平期间触发了一次误识别，那么在4.5ms剩余的时间内进行4次采样，计数值处理与判决单元统计4次采样中识别到触摸动作的次数。在计数值处理与判决单元对预设次数采样进行统计时，判断是否为触摸动作时采用的方法与步骤1中判断是否为触摸动作发生的操作一致。

步骤4、当步骤3中识别的触摸动作次数大于预设触摸阈值时，则将触摸按键扫描的周期时间调整至常规的扫描周期时间，以进行常规的触摸动作判断，否则，判断存在手机干扰。

具体地，预设触摸阈值大于2，且不大于预设采样的次数。对于预设采样次数与预设触摸阈值之间的关系，可以通过下面的表格1进行表述。

表1.采样次数与预设触摸对应关系

当计数值处理与判决单元统计的识别动作次数大于预设触摸阈值时，则认为整个电容式触摸按键不存在手机干扰，否则，判断电容式触摸按键存在手机干扰，当产生手机干扰时，能告知整个电容触摸系统存在干扰，避免产生错误的触摸按键识别结果。

如图3所示，一种增强电容式触摸按键抗手机干扰的电路，包括电容Cs、电容Cc、电压比较器以及计数器，所述电容Cs的一端接地，电容Cs的另一端与开关S1的一端以及开关S2的一端连接，开关S1的另一端与充电电压V1连接，开关S2的另一端与电压比较器的同相端、开关S3的一端以及电容Cc的一端连接，电容Cc的另一端以及开关S3的另一端接地，电压比较器的反相端与参考电压Vref连接，电压比较器的输出端与计数器的控制端连接，计数器与计数值处理与判决单元连接，计数值处理与判决单元与开关S3的控制端连接；

计数值处理与判决单元根据计数器的计数值判断是否有触摸动作发生，计数值处理与判决单元判断触摸动作发生后，调整触摸按键扫描的周期时间，以在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样，且数值处理与判断单元统计预设次数采样中识别到触摸动作的次数；当识别的触摸动作次数大于预设触摸阈值时，计数值处理与判决单元则将触摸按键扫描的周期时间调整至常规的扫描周期时间，以进行常规的触摸动作判断，否则，判断存在手机干扰。

本发明实施例中，所述充电电压V1为0.5VDD～VDD，即充电电压V1为0.5VDD～VDD之间的任意一个固定电压值，所述电压VDD、参考电压Vref的取值情况均可以参照公开文件CN101060321A中的内容，具体不再赘述。计数值处理与判决单元可以采用常用的微处理器，如单片机等。开关S1、开关S2、开关S3、电压比较器以及计数器之间的配合过程也与上述公开文件CN101060321A中的内容相一致，此处不再赘述。

本发明在确定有触摸动作发生后，通过调整触摸按键的扫描周期时间，并在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样，通过对预设次数采样内识别到的触摸动作进行统计，通过识别的触摸动作次数与预设触摸阈值之间的关系，判断是否有手机干扰，可在不改变原有系统元件的情况下有效增强电容触摸按键的手机干扰耐受性；还可以不用改变已有的电容触摸按键识别方法，只需在现有识别方法中增加本发明提出的相应步骤，操作方便，安全可靠。

Claims (5)

1.一种增强电容式触摸按键抗手机干扰的方法，其特征是，所述抗手机干扰的方法包括如下步骤：

步骤1、判断是否有触摸动作发生；

步骤2、触摸动作发生后，调整触摸按键扫描的周期时间，以在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样；

步骤3、统计上述步骤2中预设次数采样中识别到触摸动作的次数；

步骤4、当步骤3中识别的触摸动作次数大于预设触摸阈值时，则将触摸按键扫描的周期时间调整至常规的扫描周期时间，以进行常规的触摸动作判断，否则，判断存在手机干扰。

2.根据权利要求1所述的增强电容式触摸按键抗手机干扰的方法，其特征是：所述步骤2中，在干扰耦合信号的一个周期内进行预设采样的次数为3~9次。

3.根据权利要求2所述的增强电容式触摸按键抗手机干扰的方法，其特征是：所述步骤4中，预设触摸阈值大于2，且不大于预设采样的次数。

4.一种增强电容式触摸按键抗手机干扰的电路，包括电容Cs、电容Cc、电压比较器以及计数器，其特征是：所述电容Cs的一端接地，电容Cs的另一端与开关S1的一端以及开关S2的一端连接，开关S1的另一端与充电电压V1连接，开关S2的另一端与电压比较器的同相端、开关S3的一端以及电容Cc的一端连接，电容Cc的另一端以及开关S3的另一端接地，电压比较器的反相端与参考电压Vref连接，电压比较器的输出端与计数器的控制端连接，计数器与计数值处理与判决单元连接，计数值处理与判决单元与开关S3的控制端连接；

计数值处理与判决单元根据计数器的计数值判断是否有触摸动作发生，计数值处理与判决单元判断触摸动作发生后，调整触摸按键扫描的周期时间，以在干扰耦合信号的一个周期内进行预设次数的采样，且数值处理与判断单元统计预设次数采样中识别到触摸动作的次数；当识别的触摸动作次数大于预设触摸阈值时，计数值处理与判决单元则将触摸按键扫描的周期时间调整至常规的扫描周期时间，以进行常规的触摸动作判断，否则，判断存在手机干扰。

5.根据权利要求4所述增强电容式触摸按键抗手机干扰的电路，其特征是：所述充电电压V1为0.5VDD~VDD。