CN105743483B - 电容式触摸按键的判键方法及判键系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容式触摸按键的判键方法及判键系统，该判键系统包括：电容器，多个所述电容器阵列布置以形成所述触摸按键；多路选通模块，用于选通至少一个所述电容器；电容检测模块，用于检测被所述多路选通模块选通部分的电容器的电容值；运算模块，对所述电容值进行逻辑运算；控制状态机，对所述多路选通模块、电容检测模块以及运算模块进行流程控制。本发明提供的电容式触摸按键的判键系统，先同时检测两个相邻电容器的电容值，然后再分别单个检测电容器的电容值，如此通过计算消除寄生电容值，从而避免寄生电容对检测结果的影响。

Description

电容式触摸按键的判键方法及判键系统

技术领域

本发明涉及电容检测技术，具体涉及一种电容式触摸按键的判键方法及判键系统。

背景技术

电容式触摸按键广泛的应用于家电、仪器仪表、工业控制、医疗电子等领域的人机交互界面。电容式触摸按键系统阵列布置有一系列电容器，当使用者通过手指(或等效电容笔等)触摸按键时，相应位置的电容器由于人手的靠近发生电容值变化，通过检测电容器的电容值实现对手指的触摸检测。

现有技术中对电容式触摸按键的触摸检测方法为依次逐一对所有的电容器进行检测，当某个电容器的电容值发生超过阈值的变化时，即判定为相应处被触摸了。

随着终端设备功能的复杂化和设备的小型化，使得触摸面板上的电容器排布的越来越紧密，电容器之间的间距日趋减小，此时，相邻电容器间的寄生电容随着电容器之间距离的缩小而变大，寄生电容的数值越大，其对被检测电容器的干扰越大，较大的寄生电容使得触摸检测较易发生误判，由此，现有技术无法消除寄生电容对触摸检测的影响。

发明内容

本发明的目的是提供一种电容式触摸按键的判键方法及判键系统，以解决现有技术中寄生电容对检测结果的影响问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电容式触摸按键的判键方法，包括以下步骤：

同时选通标的电容器和辅助电容器以检测获取第一电容值；

选通所述辅助电容器以检测获取第二电容值；

根据所述第一电容值和第二电容值计算获取所述标的电容器的目标电容值；

根据所述目标电容值进行判键；

上述步骤中，所述标的电容器和所述辅助电容器相邻设置，所述辅助电容器为一个或两个以上。

上述的判键方法，所述辅助电容器有一个或多个，所述同时选通标的电容器以及辅助电容器以检测获取第一电容值的步骤包括：依次同时选通标的电容器和其中一个辅助电容器以分别检测获取一个或两个以上第一电容值；

所述选通所述辅助电容器以检测获取第二电容值的步骤包括：依次选通一个或多个所述辅助电容器以分别检测获取一个或两个以上第二电容值。

一种电容式触摸按键的判键系统，包括：

电容器，多个所述电容器阵列布置以形成所述触摸按键；

多路选通模块，用于选通至少一个所述电容器；

电容检测模块，用于检测被所述多路选通模块选通部分的电容器的电容值；

运算模块，对所述电容值进行逻辑运算；

控制状态机，对所述多路选通模块、电容检测模块以及运算模块进行流程控制。

上述的判键系统，所述多路选通模块为选通电路。

一种电容式触摸按键的判键方法，包括以下步骤：

选通辅助电容器以检测获取第二电容值；

同时选通标的电容器和所述辅助电容器以检测获取第一电容值；

根据所述第一电容值和第二电容值计算获取所述标的电容器的目标电容值；

根据所述目标电容值进行判键；

上述步骤中，所述标的电容器和所述辅助电容器相邻设置，所述辅助电容器为一个或两个以上。

在上述技术方案中，本发明提供的电容式触摸按键的判键方法，先同时检测两个相邻电容器的电容值，然后再分别单个检测电容器的电容值，如此通过计算消除寄生电容值，从而避免寄生电容对检测结果的影响。

由于上述的判键方法具有上述技术效果，实现该判键方法的判键系统也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的判键方法的流程框图；

图2为本发明实施例提供的判键方法的计算流程框图；

图3为本发明实施例提供的判键系统的等效电容分布示意框图；

图4为本发明实施例提供的判键系统的结构框图。

附图标记说明：

1、电容器；2、多路选通模块；3、电容检测模块；4、运算模块；5、控制状态机。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

如图1-3所示，本发明实施例提供的一种电容式触摸按键的判键方法，其特征在于，包括以下步骤：

101、同时选通标的电容器和辅助电容器以检测获取第一电容值；

具体的，电容式触摸按键由众多的电容器阵列设置以组成，本实施例中的标的电容器和辅助电容器均为这些电容器，“标的”和“辅助”仅是形容电容器在当前检测流程中的位置，而非对其结构或者位置等其它因素的限定，如图3所示，对于相邻的两个电容器Kn和Kn-1，当检测电容器Kn的电容值时，Kn即为标的电容器，Kn-1为辅助电容器；而当检测电容器Kn-1的电容值时，Kn-1即为标的电容器，Kn为辅助电容器。标的电容器和辅助电容器相邻设置，由此两者之间存在寄生电容，当电容器成线型排列时，如果标的电容器处于非边缘部位，其两侧各相邻一个辅助电容器，由此其具有两个辅助电容器，而当标的电容器处于触摸按键的边缘部位时，其仅有一侧相邻辅助电容器，由此其仅有一个辅助电容器。如果电容器是矩阵形排布时，那标的电容器周围一圈相邻的电容器都是辅助电容器。因此，辅助电容器为一个或多个。

现有技术中，对电容器的电容值进行检测时，每次对单个电容器进行检测，如图3所示的三个电容器Kn-1、Kn、Kn+1，现有技术中分三次分别选通三个电容器以检测获取电容值。而在本实施例中，首先同时选通标的电容器和一个辅助电容器并检测获取第一电容值。

很显然的，经过上述检测，第一电容值为同时选通的所有电容器的电容值，第一电容值可能为一个，也可能为多个。

102、选通辅助电容器以检测获取第二电容值；

具体的，分别选通各辅助电容器以检测获取各辅助电容器的电容值。

103、根据第一电容值和第二电容值计算获取标的电容器的目标电容值；

具体的，当选通的电容器不同时，本步骤的计算过程不同，最终结果为求出标的电容器的电容值：目标电容值，由于第一步检测中同时选通多个相邻的电容器，此时，根据电容的特性，检测所得相邻电容器间的寄生电容值为零，如此通过该检测数值计算出来的目标电容值自然不包括寄生电容值，或者说，寄生电容对目标电容值的影响可忽略不计。

本实施例中，针对多种不同检测状况下的第一电容值，后文给出其中典型情况下的计算过程，其余状况的计算步骤可依次类推，计算过程均为基础的电学知识，本实施例不对所有状况一一进行计算。

104、根据目标电容值进行判键；当最终计算所得的目标电容值超过预定的阈值即判定为有触摸，反之则无触摸，判定规则可参考现有技术，由于本实施例的计算结果更为精确，具体的阈值区间可根据实际情况稍作调整。

本实施例提供的判键方法，对组成触摸按键的所有电容器，按照预先设定的顺序，依次对所有电容器进行判键操作，具体针对某一电容器时，按照上述四步判断该电容器是否被触摸。

本实施例中，具体实施时上述步骤101和102可调换实施，并无限制。

本实施例的上述步骤101-104为单个电容器的判断方法，当一按键系统有多个电容器组成时，需要循环的依次为多个电容器进行检测，此时，针对不同标的电容器的第一电容值和第二电容值是部分重复的，重复部分可相应减少检测的步骤。

本实施例提供的电容式触摸按键的判键方法，先同时检测两个相邻电容器的电容值，然后再分别单个检测电容器的电容值，如此通过计算减弱乃至消除掉寄生电容，从而降低或消除寄生电容对检测结果的影响。

本实施例中，优选的，如图2-3所示，辅助电容器有两个，检测时，先同时选通Kn-1和Kn，检测获取电容值C1，然后同时选通Kn+1和Kn，检测获取电容值C2，最后依次单独选通Kn-1和Kn+1，检测获取的电容值分别为C3和C4，上述电容值中，C1和C2为第一电容值，C3和C4为第二电容值，按照图3所示的结构(其中...CJn-1，CJn，CJn+1...为键间寄生电容)，可知：

C1＝Cn-1+Cn+CJn-2+CJn；

C2＝Cn+Cn+1+CJn-1+CJn+1；

C3＝Cn-1+CJn-2+CJn-1；

C4＝Cn+1+CJn+CJn+1；

从而可以运算得出，Cn＝(C1+C2-C3-C4)/2。

如上所述，此为典型状况的计算实例，其它状况下的可以此类推。

如图3-4所示，本发明实施例还提供一种电容式触摸按键的判键系统，包括电容器1、多路选通模块2、电容检测模块3、运算模块4以及控制状态机5，多个电容器1阵列布置以形成触摸按键；多路选通模块2，用于选通一个或多个电容器1；电容检测模块3，用于检测被多路选通模块2选通部分的电容器1的电容值；运算模块4，对电容值进行逻辑运算；控制状态机5，对多路选通模块2、电容检测模块3以及运算模块4进行流程控制。

本实施例中的电容器1、电容检测模块3、运算模块4以及控制状态机5均可参考现有技术中电容式触摸按键的判键系统中的相应结构，其中，现有技术中多选一选通模块被本实施例中的多路选通模块2代替，多选一选通模块仅可选通一个电容器，多路选通模块2可同时选通一个或多个电容器1，优选的，多路选通模块2为选通电路，可选的，多路选通模块2为现有技术中其它的具有多路选通功能的硬件电路，本实施例中的运算模块4的运算过程较现有技术更为复杂，其具体运算可参见前文，控制状态机5用于控制各模块的工作流程，具体工作流程已在前述方法中叙述，不赘述。

在上述技术方案中，由于上述的判键方法具有上述技术效果，实现该判键方法的判键系统也应具有相应的技术效果。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (2)

1.一种电容式触摸按键的判键方法，其特征在于，包括以下步骤：

同时选通标的电容器和辅助电容器以检测获取第一电容值；

选通所述辅助电容器以检测获取第二电容值；

根据所述第一电容值和第二电容值计算获取所述标的电容器的目标电容值；

根据所述目标电容值进行判键；

根据所述第一电容值和第二电容值计算获取所述标的电容器的目标电容值包括：当同时选通标的电容器和辅助电容器时，根据电容的特性，检测数值不包括选通的电容器和辅助电容器间的寄生电容，而当选择辅助电容器时，存在标的电容器和辅助电容器间的寄生电容，通过计算消除寄生电容值得到目标电容值；

上述步骤中，所述标的电容器和所述辅助电容器相邻设置，所述辅助电容器为一个或两个以上。

2.一种电容式触摸按键的判键系统，其特征在于，包括：电容器，多个所述电容器阵列布置以形成所述触摸按键；多路选通模块，用于选通至少一个所述电容器；电容检测模块，用于检测被所述多路选通模块选通部分的电容器的电容值；运算模块，对所述电容值进行逻辑运算；控制状态机，对所述多路选通模块、电容检测模块以及运算模块进行流程控制；

其中，所述运算模块还用于，通过计算消除寄生电容值；根据电容的特性，检测所得相邻电容器间的寄生电容值为零，并通过该为零的检测数值计算目标电容值；

所述多路选通模块还用于，依次同时选通标的电容器和其中一个辅助电容器以分别检测获取一个或两个以上第一电容值；

依次选通一个或多个所述辅助电容器以分别检测获取一个或多个第二电容值；

所述控制状态机，还用于同时选通标的电容器和辅助电容器以检测获取第一电容值；

选通所述辅助电容器以检测获取第二电容值；

根据所述第一电容值和第二电容值计算获取所述标的电容器的目标电容值；

根据所述目标电容值进行判键。