CN105306037A - 一种触摸按键及其识别控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸按键及其识别控制方法，包括第一电容C0、第二电容C1和触摸控制芯片，所述第一电容C0与第二电容C1具有公共的网格电极(1)，所述网格电极(1)与所述触摸控制芯片的一端口连接，所述第一电容C0的另一极接地，形成接地极(3)所述第二电容C1的另一极与所述触摸控制芯片的另一端口连接，形成触摸极(2)，本发明抗干扰能力强。

Description

一种触摸按键及其识别控制方法

技术领域

本发明属于信息领域，特别涉及一种触摸按键及其识别控制方法。

背景技术

智能家居的开关、电器设备的控制广泛采用触摸按键的方式，大方、防尘、防水、防潮等特点，受到用户广泛好评。触摸按键的触摸功能要做到稳定可靠同时具有一定的灵敏度是理想的要求，由于触摸按键采用电容感应的方式，空气的电离子、潮湿、电磁波干扰等因素使得设计稳定可靠的触摸按键非常困难。传统的触摸按键电极对地等效为一个电容，如图4所示，虚线电容表示等效电容。所有电磁干扰、地噪声干扰直接影响按键等效电容的大小，从而给按键带来误动作，若采用软件阀值法去除噪声的方法则导致按键不灵敏。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明提供了一种具有抗干扰能力的触摸按键及其识别方法。

一种触摸按键，包括第一电容C0、第二电容C1和触摸控制芯片，所述第一电容C0与第二电容C1具有公共的网格电极1，所述网格电极1与所述触摸控制芯片的一端口连接，所述第一电容C0的另一极接地，形成接地极3所述第二电容C1的另一极与所述触摸控制芯片的另一端口连接，形成触摸极2。

可选的，所述网格电极1为倾斜的封闭网格。

可选的，所述网格电极1倾斜角度是45度。

可选的，所述网格电极(1)的线宽/格子比为1∶(3.5-4.5)。

可选的，所述网格电极(1)的线宽/格子比为1∶4。

可选的，所述接地极3由铺设于所述网格电极1之外的第一实心铜形成，所述第一实心铜接地。

可选的，所述触摸极2由铺设于所述网格电极1中央的第二实心铜形成，所述第二实心铜与所述触摸控制芯片连接。

一种触摸按键的识别控制方法，包括以下步骤：S100，清除网格电极1上电荷；S200，扫描触摸按键，接收触摸信号；S300，将接收到的触摸信号发送至触摸控制芯片。

可选的，所述步骤S100包括，通过将与网格电极1连接的触摸控制芯片的输出端置0来清除所述网格电极1上的电荷。

本发明的有益效果是：本发明触摸按键采用软硬配合的设计方法，可高频率的克服空气的电离子、潮湿、电磁波干扰等环境综合因素影响，并采用软件处理和控制技术以识别人为触摸还是干扰的方法，对干扰进行剔除，令触摸按键具备抗环境干扰的同时对人体触摸敏感。

附图说明

图1是本发明触摸按键的结构示意图；

图2是本发明触摸按键的电路原理图；

图3是本发明控制方法的流程图；

图4是现有技术中触摸按键的电路原理图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图1-4对本发明的具体实施方式做详细的说明，使本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

如图1、2所示，本发明的触摸按键，包括第一电容C0、第二电容C1和控制芯片，所述第一电容C0与第二电容C1具有公共的网格电极1，所述网格电极1与所述触摸控制芯片的一端口连接，所述第一电容C0的另一极接地，形成接地极3所述第二电容C1的另一极与所述触摸控制芯片的另一端口连接，形成触摸极2。所述网格电极1为倾斜的封闭网格，倾斜角度可以是45度。所述接地极3由铺设于所述网格电极1之外的第一实心铜形成，所述第一实心铜接地。所述触摸极2由铺设于所述网格电极1中央的第二实心铜形成，所述第二实心铜与所述控制芯片连接。

本发明在触摸按键PCB板上按一定线宽/格子比例，这一比例可以是1∶3.5-4.5，优选的为1∶4，做成45度的倾斜网格1，网格1与地构成第一电容C0，网格1作为干扰背景电容的一个极，将网格电极1连接到触摸按键控制芯片的一个IO口，作为检测环境RF干扰大小的输入。然后，对网格1的PCB外围的区域铺上实心铜并连接到地，形成接地极3；在网格1中央区域用实心铜与网格构成触摸极2，即网格1和按键实心铜分别是C1的一个极，并将触摸极2接到触摸按键控制芯片的另一个IO口上。触摸控制芯片CUP通过网格背景电容所接入的IO口对其电位进行控制，确保C1电容不受影响。触摸按键控制芯片通过网格电极1输入的IO，芯片内部将其对地的等效电容大小变换成对应数字量，用于检测外部干扰信号的强弱；触摸按键控制芯片通过触摸极2输入的IO，芯片内部亦将其对网格的等效电容大小变换成对应数字量，用于检测按键信号的强弱。

网格1与地构成电容C0，触摸按键与网格构成电容C1。相应的如图3所示本发明还公开了一种控制触摸按键的方法，其包括以下步骤：S100，清除网格电极1上电荷；S200，扫描触摸按键；S300，接收触摸信号。在每次扫描触摸按键前，先将网格电极的IO输出0信号，将网格上的电磁干扰、地噪声干扰所积累的电荷清除；由于软件扫描的频率较高，因此每次对C1进行扫描测量时，C1的网格电极参考量一致，从而避免了传统触摸按键电容另一极所积累电荷的变化带来的影响。由于按键扫描频率高，导致网格上的电荷被频繁清除，避免各种干扰带来的误触发。通过对网格电极在按键扫描前进行了软件电位控制，降低了环境干扰因素导致的电路参考地电位的变化，在配合软件阈值滤波算法，可将参与的电磁干扰加以滤除。同时，在软件设计中增加了数字低通滤波算法，对电源不稳定或者跳动进行保护，从而使触摸按键不会受到电源的跳动而误触发，提高触摸按键对电源波动引起的触摸干扰处理能力。通过上述软件对网格电位的高频率控制到恒定量和软件滤波等措施，可以准确的区分是干扰还是人为的触摸。

测试效果：用一块铝板放在按键旁边，没有看到误触发，不正常的开关会使开关一开一关的跳动。用一个直流电源电压从2V慢慢增加2.5v3v3.5v4v4.5v5v。触摸按键没有误触发现象。用手机、对讲机直接放在按键板的面上接听来电没有误触发现象；再把手机、对讲机放在按键板上拨打对方电话，没有误触发现象。用带有干扰大的台灯、LED灯放在按键上，没有误触发；在触摸按键玻璃上喷水雾，按键仍然可用。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是以上描述仅是本发明的较佳实施例而已，本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (9)

1.一种触摸按键，其特征在于，包括第一电容C0、第二电容C1和触摸控制芯片，所述第一电容C0与第二电容C1具有公共的网格电极(1)，所述网格电极(1)与所述触摸控制芯片的一端口连接，所述第一电容C0的另一极接地，形成接地极(3)所述第二电容C1的另一极与所述触摸控制芯片的另一端口连接，形成触摸极(2)。

2.根据权利要求1所述的触摸按键，其特征在于，优选的，所述网格电极(1)为倾斜的封闭网格。

3.根据权利要求2所述的触摸按键，其特征在于，所述网格电极(1)倾斜角度是45度。

4.根据权利要求2所述的触摸按键，其特征在于，所述网格电极(1)的线宽/格子比为1∶(3.5-4.5)。

5.根据权利要求2所述的触摸按键，其特征在于，所述网格电极(1)的线宽/格子比为1∶4。

6.根据权利要求1所述的触摸按键，其特征在于，所述接地极(3)由铺设于所述网格电极(1)之外的第一实心铜形成，所述第一实心铜接地。

7.根据权利要求1所述的触摸按键，其特征在于，所述触摸极(2)由铺设于所述网格电极(1)中央的第二实心铜形成，所述第二实心铜与所述控制芯片连接。

8.一种权利要求1至6任一所述触摸按键的识别控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，清除网格电极(1)上电荷；S200，扫描触摸按键，接收触摸信号；S300，将接收到的触摸信号发送至触摸控制芯片。

9.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S100包括，通过将与网格电极(1)连接的控制芯片的输出端置0来清除所述网格电极(1)上的电荷。