CN106527830B - 一种电磁电容双模触控系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电磁电容双模触控系统的控制方法，包括：电磁笔通过微控制单元发射固定频率数字信号，调制编码获取笔压数据信息；将笔压数据信息通过电感线圈发射电磁信号；电磁电容双模触控装置接收电磁笔发送的电磁信号和触发屏幕的电容信号，根据间隔时间将C to L端口按照预设时间阈值设置为低电频；判断C to L端口若为低电频，则将L to C端口置为低电频，同时电磁控制模组处于工作状态，并检测电磁信号输入；判断C to L端口若为高电频，则电容控制模组处于工作状态，并检测电容信号输入。本发明解决了当前模拟信号的方式取得电磁笔的笔迹，导致取得笔压信息的过程中常受到环境外部电磁干扰信号，容易出现频率获取错误或者出现差异甚至频率抖动的问题。

Description

一种电磁电容双模触控系统的控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信和触控显示技术领域，尤其涉及一种电磁电容双模触控系统的控制方法。

背景技术

随着信息技术的迅速发展，便携式移动电子设备与人们的生活越发密切相关。这种便携式移动电子设备可以接收用户的输入，并根据输入来实现用户需要的功能。电磁感应式触控笔就是一种常见的笔式电子输入设备，通常配合电子触控板来使用，其工作原理就是通过电磁感应技术来模拟笔的书写轨迹或其他操作。

当前的电磁式触控笔技术中，电磁笔的笔迹位置是通过模拟信号的方式取得，而笔压信息是通过模拟信号所产生的频率变化获取，天线传感器通过电频脉冲信号方式来检测信号频率信息进而转成笔压信息。天线传感器在取得笔压信息的过程中常受到环境外部电磁干扰信号，容易出现频率获取错误或者出现差异甚至频率抖动导致测量不精准的问题。同时，电磁电容双模触控装置在接收电磁信号和电容信号输入时两种信号会互相干扰，导致电容电磁触摸屏体接收信号产生误差的问题。

因此，如何提供一种电磁电容双模触控系统的控制方案，就成为了当前需要解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种电磁电容双模触控系统的控制方法，以解决当前由于是通过模拟信号的方式取得电磁笔的笔迹，导致取得笔压信息的过程中常受到环境外部电磁干扰信号，容易出现频率获取错误或者出现差异甚至频率抖动的问题，同时解决了当前的电磁电容双模触控装置中，在电磁数据和电容数据输入时两种数据会互相干扰，导致电磁电容触摸屏体接收数据产生误差的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电磁电容双模触控系统的控制方法，包括：

电磁笔通过其内部的控制总成模块发射固定频率的数字信号，调制编码获取电磁笔笔压数据信息，其中所述控制总成模块通过一微控制单元发送数字信号；所述控制总成模块将得到的所述电磁笔笔压数据信息发送给信号发射模块后，信号发射模块通过电感线圈发射电磁信号；

电磁电容双模触控装置接收电磁笔的信号发射模块发送的电磁信号和触发屏幕后产生的电容信号，通过通用输入/输出端口的方式控制内部的电容控制模组与电磁控制模组的协同操作，其中通用输入/输出端口包括L to C端口和C to L端口；

电磁电容双模触控装置根据间隔时间将C to L端口按照预设时间阈值设置为低电频；判断C to L端口若为低电频，则将L to C端口置为低电频，同时电磁控制模组处于工作状态，并检测电磁信号的输入；判断C to L端口若为高电频，则电容控制模组处于工作状态，并检测电容信号的输入。

与现有技术相比，应用本发明，电磁笔将笔压感的产生方式由笔本身的控制总成装置做采集后通过数字方式发送，调制编码获取电磁笔笔压数据信息，使触控笔压感数据达到非常稳定的状态，提高了电磁笔对环境外部电磁干扰信号的抗噪性，解决了当前电磁笔使用中容易出现频率获取错误或者出现差异甚至频率抖动的问题；电磁电容双模触控装置将电磁扫描信号与电容charging pump信号作分时方式处理，电容控制模块与电磁控制模块之间通过通用GPIO(通用输入/输出端口)口的方式实现同步功能，当没有电磁笔在感应器周围工作的时候，则是以电容触控模式运转，当有电磁笔靠近感应器周围时，则切换到电磁笔触控模式，使得电磁电容双模触控装置的屏体收到的信号达到非常稳定的状态。本发明的电磁电容双模触控装置控制简单合理，易于实现。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图l为本发明的一种电磁电容双模触控系统的控制方法的流程图；

图2为本发明的电磁笔的第一结构图；

图3为本发明的电磁笔的第二结构图；

图4为本发明电磁电容双模触控装置中控制总成模组的结构示意图；

图5-1、图5-2、图5-3和图5-4为本发明电磁电容双模触控装置中工作检测模组的结构示意图；

图6为本发明电磁电容双模触控装置中电容控制模组的结构示意图；

图7为本发明电磁电容双模触控装置中电磁控制模组的结构示意图；

图8-1、图8-2、图8-3和图8-4为本发明电磁电容双模触控装置中信号控制模组的结构示意图；

图9为本发明的电磁电容双模触控装置的电磁电容双模触控屏的结构示意图；

图10为本发明实施例的电磁电容双模触控屏中电磁电容双模触控装置屏体堆叠结构图；

图11为本发明实施例的电磁电容双模触控屏中的层2的结构示意图；

图12为本发明实施例的电磁电容双模触控屏中的层4结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种电磁电容双模触控系统的控制方法，包括以下流程：

步骤110、电磁笔通过其内部的控制总成模块发射固定频率的数字信号，调制编码获取电磁笔笔压数据信息，其中所述控制总成模块通过一微控制单元发送数字信号；

所述控制总成模块还包括多个容抗单元，其中容抗单元和所述微控制单元连接后，对该微控制单元进行滤波、减少输入纹波，去掉干扰芯片的信号，并参与震荡和稳频操作。

具体地，如图2所示，所述控制总成模块包括微控制单元U3、电阻R6、电阻R7、电阻R8、开关k1、开关k2、发光二极管D3、晶振Y1、电容C8、电容C9、电容C10、电容C11、电容C12、电容C13、电容C14、电感L2和电感L3；

其中，微控制单元U3(可以用其它的单片机型号代替如STM8系列，只要可实现控制计算功能即可，本发明对此不作限定)工作环境温度范围：-40℃～85℃，适用温度广，U3的第一脚端连接电源VCC端、电容C9(取值范围：0.01UF～0.1UF；优选为0.1uf；在电路中可以对IC进行滤波、减少输入纹波，去掉对干扰芯片的信号，对芯片正常工作起到保护作用)的一端，电容C9的另一端接地，第二脚端连接晶振Y1的一端、电容C8(根据晶振负责电容式得到22pf；作用：一个是参与震荡、一个是稳频)的一端、电容C8(根据晶振负责电容式得到22pf；作用：一个是参与震荡、一个是稳频)的另一端接地，第三脚端连接晶振Y1(优选为16MHz；为IC提供外部高速时钟16MHz的晶振频率)的另一端、电容C11(根据晶振负责电容式得到22pf；作用：一个是参与震荡、一个是稳频)的一端、电容C11(根据晶振负责电容式得到22pf；作用：一个是参与震荡、一个是稳频)的另一端接地，第四脚端悬空，第五脚端连接电感L2(优选为970UH，用于振荡、调谐、耦合、滤波)一端，第六脚端连接电感L3(优选为970UH，用于振荡、调谐、耦合、滤波)的一端，第七脚端连接电阻R8(取值的范围：5KΩ～20KΩ；优选为12KΩ；在电路中起限流，主要是对LED D3起到的亮度控制与保护作用)的一端，第八脚端悬空，第九脚端连接电源VREF_2_5V，第十脚端连接电阻R7(优选为4.7K；在电路中与电容C12并联允许交流信号通过并传输到下一级电路)的一端，电容C12(取值范围：0.01UF～0.1UF；优选为0.1UF；在电路中可以对IC进行滤波、减少输入纹波，去掉对干扰芯片的信号，对芯片正常工作起到保护作用)的一端，第十一脚端连接开关K2的一端，开关K2的另一端接地，第十二脚端连接开关K1的一端，开关K1的另一端接地，第十三脚端连接电阻R6(优选为4.7KΩ；用于分流、限流)的一端，电容C10(取值范围：0.01UF～0.1UF；优选为0.1uf；在电路中可以对IC进行滤波、减少输入纹波，去掉对干扰芯片的信号，对芯片正常工作起到保护作用)的一端，电阻R6的另一端连接BAT2V4，电容C10的另一端接地，第十四脚端接地；

电容R13的另一端连接电感L2电感、另一端接地，电容R14的另一端连接电感L3电感、另一端接地，发光二极管D2的负极接地，发光二极管D2的正极接电阻R8；

电阻R7的另一端连接集成运放单元Q3的4脚(输出脚)，电阻R9的一端，电容C12一端连接电阻R7，电容C12的另一端接地。

步骤120、所述控制总成模块将得到的所述电磁笔笔压数据信息发送给信号发射模块后，信号发射模块通过电感线圈发射电磁信号；

所述信号发射模块包括一压力集成电路单元、多个容抗单元、多个阻抗单元和一集成运放单元，其中容抗单元和所述压力集成电路单元连接后，对该压力集成电路单元进行滤波、减少输入纹波，去掉干扰芯片的信号。

具体地，如图2所示，所述信号发射模块包括压力集成电路单元U4、电容C15、电容C16、电容C17、电阻R10、电阻R11、电阻R9、电阻R12以及集成运放单元Q3；

压力集成电路单元U4，工作环境温度范围：-40℃～85℃，适用温度广，U4的第四脚连接电容C15(取值范围：0.01UF～0.1UF；优选为0.1uf；在电路中可以对U4进行滤波、减少输入纹波，去掉对干扰芯片的信号，对芯片正常工作起到保护作用)的一端、连接电源VREF_2_5V、第二脚连接电容C15(取值范围：0.01UF～0.1UF；优选为0.1uf；在电路中可以对芯片进行滤波、减少输入纹波，去掉对干扰芯片的信号，对芯片正常工作起到保护作用)的另一端、连接地，第五脚接地和电容C15，第三脚连接电容C16(取值范围：0.01UF～0.1UF；优选为0.1uf；在电路中可以对芯片进行滤波、减少输入纹波，去掉对干扰芯片的信号，对芯片正常工作起到保护作用)的一端、第一脚连接电容C11(取值范围：0.01UF～0.1UF；优选为0.1uf；在电路中可以对芯片进行滤波、减少输入纹波，去掉对干扰芯片的信号，对芯片正常工作起到保护作用)的一端；

集成运放单元Q3的第六脚连接电源VCC，另一脚连接电容C17(优选为0.1UF；作用：滤波、减少高频信号的增益对输出的低频增益变大)的一端，第一脚连接电阻R11(取值范围：1KΩ～3KΩ；根据电路设计要求优选取值2KΩ：在电路中电阻R11与R12电阻与集成运放Q3输出放大增益150)、连接R12(取值范围：290KΩ～305KΩ；根据电路设计要求优选取值300KΩ，在电路中电阻R11与R12电阻在电路与集成运放Q3输出放大增益150)的一端，R12另一端接地，第二脚接端，第三脚连接电阻R10(优选取值2KΩ)，连接电阻R9(优选取值300KΩ)的一端，第四脚连接电阻R7。

所述电磁笔还包括一工作检测模块，所述工作检测模块与所述控制总成模块和所述信号发射模块均进行连接；其中所述工作检测模块接收所述控制总成模块的控制信号，并接收所述信号发射模块的信号；

所述工作检测模块包括一充电集成电路单元、一升压集成电路单元和多个容抗单元，其中容抗单元和所述升压集成电路单元连接后，对该升压集成电路单元进行滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声的操作。

具体地，如图3所示，所述工作检测模块包括一充电集成电路单元U1、电阻R4、电阻R5、电阻R3、MOS管Q1、二极管D1、发光二极管D2、电容C7、电容C6、连接器CN2(电池供电引脚)、连接器CN1(电池充电引脚)、振动开关S1、电感L1、升压集成电路单元U2、可调分流基准源Q2、电阻R1、电阻R2、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4以及电容C5；

充电集成电路单元U1是一颗充电IC(主要功能是为电池充电，工作环境温度范围：-40℃～85℃，适用温度广)，芯片U1的第一脚端(主要功能是充电状态显示)通过电阻R1(12kΩ±5％(作用：下拉电阻))连接发光二极管D2(用于作为充电指示灯)的负极，发光二极管D2的正极接充电电源；第二脚端接地；第三脚端(主要功能：电池充电作用)连接T2端口(用于测量是否有电压或者电流输出)、GN2端口的第一端、电阻R3(取值范围1MΩ-3MΩ，优选2MΩ，在充电过程中通过R3与电容C7串联，电容器上的电压由0开始上升，直到两端的电压达到电源电压为止)的一端、MOS管Q1(用于防止电池装反，对电路损坏)的S端、BAT2V4端口；第四脚端连接T3端口、二极管D1的正极、电容C6(取值范围：1UF～10UF；优选为4.7UF，在电路中起到退耦作用)的一端；第五脚端连接电阻R4(取值范围2KΩ-24KΩ，优选为11KΩ，用于控制输出电流，因为芯片的热量相对较大，为了让芯片耐用，在充电的过程中降低热量，从而控制控制电流的输出)的一端，S1(为常开振动开关，当有振动时，电路就会正常工作，10秒钟无振动时，电路停止工作)一端连接MOS管Q1的G端，另一端接地；

电容C1(取值范围：1UF～10UF；优选为4.7UF，在电路中起到退耦作用)的另一端、电阻R2的另一端，一端连接MOS管Q1的D端，一端连接L1的一端；

MOS管Q3的S端连接BAT2V4端口、MOS管Q3的D端连接电感L1的一端、电阻R2的另一端、电容C1(取值范围：1UF～10UF；优选为4.7UF，在电路中起到退耦作用)的另一端S1(为常开振动开关)一端连接MOS管Q1的G端；

升压集成电路单元U2是一颗升压IC，工作环境温度范围：-40℃～125℃，第一脚端连接电感L1的另一端，第二脚端接地，第三脚端连接电阻R2(电阻R2取值优选为820Ω；作用：使能端，接高电平有效，低电平不升压)的一端，第四脚端是悬空，第五脚端连接电容C2(取值范围：1UF～10UF；优选为4.7UF，在电路中滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声)的一端、电容C3(取值范围：0.01UF～0.1UF；优选为0.1UF，在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)的一端、连接T1端，电容C2另一端接地，电容C3的另一端接地；

热稳定性能的三端可调分流基准电压源Q2的负极连接电阻R1(R1取值优选为2KΩ；作用：电源分压)，连接Q2的参考端，电容C4(取值范围：1UF～10UF；优选为4.7UF，在电路中滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声)的一端、电容C5(取值范围：0.01UF～0.1UF；优选为0.1UF，在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)的一端、连接T4测试点，连接电源VREF_2_5V；正极接地，电容的C4的另一端接地，电容的C5的另一端接地。

其中，所述电磁笔还包括一电源模块，电源模块与所述控制总成模块和所述工作检测模块均进行连接；其中所述工作检测模块发送工作开关信息给所述控制总成模块，当所述工作检测模块通路时使能所述电源模块，从而使能所述控制总成模块，当所述工作检测模块检测固定但不特定的连续时间内没有变化，所述控制总成模块关闭所述电源模块后，电磁笔进入断电状态。

步骤130、电磁电容双模触控装置接收电磁笔的信号发射模块发送的电磁信号和触发屏幕后产生的电容信号，通过通用输入/输出端口的方式控制内部的电容控制模组与电磁控制模组的协同操作，其中通用输入/输出端口包括L to C端口和C to L端口；

所述控制总成模组包括一微控制单元、一晶振单元和多个容抗单元，其中容抗单元和所述微控制单元连接后，对该微控制单元进行滤波、减少输入纹波，去掉干扰芯片的信号，并参与震荡和稳频操作。

所述控制总成模组包括：微控制单元U7、电阻R47、电阻R65、晶振X1、电容C45、电容C46、电容C52、电容C53、电容C54、电容C60、电容C59、短路点J3、短路点J4、短路点J5、短路点J6、短路点J7、短路点J8、测试点TP6、测试点TP8、测试点TP1、测试点TP9、测试点TP4和测试点TP11，其中，微控制单元U7的第1脚连接POWER、第2脚、第3脚、第6脚、第7脚、第21脚和第22脚连接电磁控制模组、第4脚连接电阻R47、电容C53及电容C54，电容C53、C54的另一端接地、电阻R47的另一端接电源3.3V及测试点TP6，第5脚、第16脚、第17脚、第28脚和第29脚连接信号控制模组，第8脚接地，第9脚接电源3.3V，第10脚连接短路点J3的一端、短路点J3的另一端连接连接器CON2的第3脚，第11脚连接短路点J4的一端、短路点J4的另一端连接连接器CON2的第4脚，第12脚连接短路点J5、短路点J5连接连接器CON2的第6脚，第13脚连接短路点J5、短路点J6连接连接器CON2的第7脚，第14脚连接测试的TP4及电容IC的52脚，第15脚连接测试的TP11及电容IC的51脚，第18脚连接地，第19脚连接电源3.3V，第20脚连接连接器CON2的第8脚，第23、第24和第25脚悬空，第26脚连接短路点的J8的一端、短路点J8的另一端连接连接器CON2的第4脚、第27脚连接短路点J7的一端、短路点J7的另一端连接连接器CON2的第3脚，第30脚连接地，第31脚连接电源3.3V，第32脚和第33脚悬空，第34脚连接测试TP1，第35脚连接测试TP8及连接器CON2的第9脚，第36脚连接晶振X1的第3脚，第37连接晶振X1的第1脚、电容C45的一端和电容C46的一端、电容C46、C45的另一端接地，第38脚连接地，第39脚连接电源3.3VA，第40、第41、第42、第43和第44脚悬空，第45、第46、第47和第48脚连接地

具体的，如图4所示，微控制单元U7的第1脚连接MOS管G的一端、第2脚连接电感ICU10的52脚，第3脚连接电感IC U10的51脚、第4脚连接电阻R47(取值范围10R～30R；取值22R在电路中作为限流)及电容C53(取值范围0.1～1UF；取值1UF在电路中电源的滤波的作用)、电容C54(取值范围0.01～0.1UF；取值0.01UF在电路中电源的滤波的作用，)电容C53、C54的另一端接地、电阻R47的另一端接电源3.3V及测试点TP6，第5脚连接运算放大器U6的14引脚，第6脚连接电感IC U10的50脚，第7脚连接电感IC U10的49脚，第8脚接地，第9脚接电源3.3V，第10脚连接电阻R22的一端及短路点J3的一端、短路点J3的另一端连接CON2的第3脚，第11脚连接电阻R22的一端及短路点J4的一端、短路点J4的另一端连接CON2的第4脚，第12脚连接短路点J5、短路点J5连接CON2的第6脚，第13脚连接短路点J5、短路点J6连接CON2的第7脚，第14脚连接测试的TP4及电容IC的52脚，第15脚连接测试的TP11及电容IC的51脚，第16脚连接电阻R28的一端，第17脚连接二极管的负极，第18脚连接地，第19脚连接电源3.3V，第20脚连接CON2的第8脚，第21脚连接电感IC U10的48脚，第22脚连接电感IC U10的47脚，第23、24、25脚悬空，第26脚连接短路点的J8的一端、短路点的J8的另一端连接CON2的第4脚、第27脚连接短路点的J7的一端、短路点的J7的另一端连接CON2的第3脚，第28脚连接U1的4脚，第29脚连接U1的3脚，第30脚连接地，第31脚连接电源3.3V，第32、33脚悬空，第34连接测试TP1(用于控制IC烧程序)，第34连接测试TP8及CON2的第9脚，第36连接晶振(16MHZ：为IC提供外部高速时钟16MZH的晶振频率)的3脚，第37连接晶振(16MHZ：为IC提供外部高速时钟16MZH的晶振频率)的1脚、电容C45(根据晶振负责电容式得到22pf；作用：一个是参与震荡、一个是稳频)的一端电容C46(根据晶振负责电容式得到22pf；作用：一个是参与震荡、一个是稳频)的一端、电容C46、C45的另一端接地，第38脚连接地，第39脚连接电源3.3VA，第40、41、42、43、44脚悬空、第45、46、47、48脚连接地。

步骤140、电磁电容双模触控装置根据间隔时间将C to L端口按照预设时间阈值设置为低电频；判断C to L端口若为低电频，则将L to C端口置为低电频，同时电磁控制模组处于工作状态，并检测电磁信号的输入；判断C to L端口若为高电频，则电容控制模组处于工作状态，并检测电容信号的输入。

其中所述预设时间阈值可以为1ms至3ms，所述间隔时间可以为10ms至30ms，所述预设时间阈值设置3ms及所述间隔时间设置30ms为最优实施方式，可以使电磁电容双模触控装置的功耗控制降低。

还包括：所述电磁电容双模触控装置包括一控制总成模组，电磁电容双模触控装置的控制总成模组判断L to C端口若为低电频，则电磁控制模组处于工作状态，直到L toC被置高电频之前,电容控制模组都不能启动工作。

通过上述流程，当没有电磁笔在感应器周围工作的时候，则是以电容触控模式运转，当有电磁笔靠近感应器周围时，则将系统切换到电磁笔触控模式，使得电磁电容双模触控装置的屏体收到的信号达到非常稳定的状态。

所述电磁电容双模触控装置还包括一工作检测模组，所述工作检测模组与所述控制总成模组和所述信号控制模组均进行连接；其中所述工作检测模组接收所述控制总成模组的控制信号，并接收所述信号控制模组发送的信号；

所述工作检测模组包括一连接器单元、一稳压集成电路单元、一非稳压负输出电压集成电路单元和多个容抗单元，其中与所述升压集成电路单元和非稳压负输出电压集成电路单元分别连接的容抗单元，对该升压集成电路单元进行滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声的操作。

所述工作检测模组包括连接器CON2、稳压集成电路单元Q5、非稳压负输出电压集成电路单元U3、电阻R7、电阻R22、电阻R21、电阻R8、电阻R9、电阻R23、电阻R1、电阻R24、电容C26、电容C27、电容C29、电容C104、电容C110、电容C8、电容C107、电容C108、电容C2、电容C69、电容C70、电容C61、电容C20、电容C10、电感L4、电感L1和MOS管Q1；其中，

连接器CON2的第一脚连接VBUS5V电源输入端口，第二脚悬空，第三脚连接所述短路点J3的一端，第四脚连接所述短路点J4的一端，第五脚接地，第六脚连接电阻R9的一端、电阻R9的另一端接电源3.3V，第七脚连接电阻R8的一端，电阻R8的另一端接电源3.3V，第八脚连接电阻R23的一端、电阻R23的另一端接电源3.3V，第九脚连接所述测试点TP8端口及连接所述微控制单元U7的35脚，第十脚接地，第十一脚接地，第十二脚接地；

电阻R22的一端连接3.3V、电阻R22的另一端连接所述微控制单元U7的10脚、电阻R21的一端连接3.3V、电阻R21的另一端连接所述微控制单元U7的11脚；

MOS管Q1的D端连接+3.3V及电容C27，S端连接电源3.3V及电阻R24(此电阻不贴)的一端，MOS管Q1的G端和S端连接所述微控制单元U7的1脚及电阻R24的一端；

电阻R7一端连接电源-3.3V、电阻R7另一端连接电源3.3V及电容C26的一端，电容C26的另一端接地；

稳压集成电路单元Q5的第二脚连接电容C110以及电容C8的一端、电容C110以及电容C8的另一端接地，第三脚连接电容C29以及电容C104的一端、电容C29以及电容C104的另一端接地；

电感L1的一端连接电源3.3V及其电容C110和电容C8，电感L1的另一端接电源VBUS5V及电容C29和电容C104；

非稳压负输出电压集成电路单元U3的第二脚连接电源+3.3V、电容C107及电容C108的一端；电容C107及电容C108的另一端接地，第一脚连接电容C69及电容C70、电感L4的一端，电感L4的另一端连接-AVCC、电容C69及电容C70的一端，电容C69及电容C70的另一端接地，第三脚连接电容C2的一端，第四脚接地，第五脚连接电容C2的另一端；

电容C61、电容C20及电容C10的一端连接负极电源端-AVCC，电容C61、电容C20及电容C10的另一端接地。

如图5-1、图5-2、图5-3和图5-4所示，具体地，连接器CON2的第一脚连接VBUS5V电源输入端口，第二脚悬空，第三脚连接所述短路点J3的一端(I2C数据线)，第四脚连接所述短路点J4的一端(I2C时钟线)，第五脚接地，第六脚连接电阻R9(取值范围4.7K～10K；取值5.6K为了加大驱动能力，起到上拉的作用)的一端、电阻R9的另一端接电源3.3V，第七脚连接电阻R8(取值范围4.7K～10K；取值5.6K为了加大驱动能力，起到上拉的作用)的一端、电阻R8的另一端接电源3.3V，MOS管Q3的S端、BAT2V4端口，第八脚连接电阻R23(取值范围4.7K～10K；取值5.6K为了加大驱动能力，起到上拉的作用)的一端、电阻R23的另一端接电源3.3V，第九脚连接TP8端口及连接主控IC U7的35脚，第十脚接地，第十一脚接地，第十二脚接地。

电阻R22(取值范围4.7K～10K；取值5.6K为了加大驱动能力，起到上拉的作用)的一端连接3.3V、电阻R22的另一端连接微控制单元U7的10脚、电阻R21(取值范围4.7K～10K；取值5.6K为了加大驱动能力，起到上拉的作用)的一端连接3.3V、电阻R21的另一端连接微控制单元U7的11脚。

MOS管Q1的D端连接+3.3V及电容C27(取值范围0.01～0.1；取值0.1在电路中起到滤波的作用)，S端连接电源3.3V及电阻R24(此电阻不贴)的一端，G端和S端连接主控IC U7的一脚及电阻R24(此电阻不贴)的一端。

电阻R7一端连接电源C-3.3V、另一端连接电源3.3V及电容C26(取值范围1UF～4.7UF；取值4.7UF在电路中起到滤波的作用)的一端，电容C26的另一端接地。

稳压集成电路单元IC Q5(XC6206P332)的工作环境温度范围：-40°～85°，贮存温度范围-40°～125°，第二脚连接电容C110((取值范围：1UF～10UF；取值4.7UF：在电路中滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声)以及电容C8(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)的一端、电容C110以及电容C8的另一端接地，第三脚连接电容C29(取值范围：1UF～10UF；取值4.7UF：在电路中滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声)以及电容C104(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)的一端、电容C29以及电容C104的另一端接地。

电感L1(取值10UH，在电路中为电源起到电源突变保护及滤波的作用)的一端连接电源3.3V及其电容C110和电容C8，电感L1的另一端连接电源VBUS5V及其电容C29和电容C104。

非稳压负输出电压IC U3(TPS60403DBVRG4)工作环境温度范围：-40°～85°，贮存温度范围-40°～125°，第二脚连接电容C107(取值范围：1UF～10UF；取值4.7UF：在电路中滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声)及电容C108(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)、电源+3.3V；电容C107及电容C108的另一端接地，第一脚连接电容C69(取值范围：1UF～10UF；取值4.7UF：在电路中滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声)及电容C70(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)、电感L4(取值10UH，在电路中为电源起到电源突变保护及滤波的作用)的一端，电感的另一端连接-AVCC、电容C69及电容C70的一端，电容C69及电容C70的另一端接地，第三脚连接电容C2的一端，第四脚接地，第五脚连接电容C2的另一端。

电容C61(取值范围：1UF～10UF；取值4.7UF：在电路中滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声)、电容C20(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)、电容C10(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)的一端连接负极电源端-AVCC，电容C61、电容C20、电容C10的另一端接地。

所述电容控制模组包括电容主控制单元、多个连接器和多个容抗单元，其中容抗单元和所述电容主控制单元连接后，对该电容主控制单元进行滤除高低频信号的操作，减少输入纹波和噪声；连接器与该电容主控制单元连接，为控制板外接接口。

所述电容控制模组包括电容主控制单元U4、连接器J1、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电容C4、电容C5、电容C17及电容C23，其中，

电容主控制单元U4的第1脚为空脚悬空，第2脚为接地端接CGND,第3、4、5及6脚为空脚悬空，第7脚接连接器J1的第26脚，第8脚接连接器J1的第27脚，第9脚接连接器J1的第28脚，第10脚接连接器J1的第29脚，第11脚接连接器J1的第30脚，第12脚接连接器J1的第31脚，第13脚接连接器J1的第32脚，第14脚接连接器J1的第33脚，第15脚接连接器J1的第34脚，第16脚接连接器J1的第35脚，第17脚接连接器J1的第36脚，第18脚接连接器J1的第37脚，第19脚接连接器J1的第38脚，第20脚接连接器J1的第39脚，第21脚接连接器J1的第40脚，第22脚为接地端接CGND，第23脚接连接器J1的第41脚，第24脚接连接器J1的第42脚，第25脚接连接器J1的第43脚，第26脚接连接器J1的第44脚，第27脚接连接器J1的第45脚，第28脚接连接器J1的第46脚，第29脚接连接器J1的第47脚，第30脚接连接器J1的第48脚，第31脚接连接器J1的第49脚，第32脚接连接器J1的第50脚，第33脚接连接器J1的第51脚，第34脚接连接器J1的第52脚，第35脚接连接器J1的第53脚，第36脚接连接器J1的第54脚，第37脚接连接器J1的第55脚，第38脚接连接器J1的第56脚，第39脚接连接器J1的第57脚，第40脚接连接器J1的第58脚，第41脚接连接器J1的第59脚，第42脚接连接器J1的第60脚，第43脚接连接器J1的第61脚，第44脚接连接器J1的第62脚，第45脚接电容C23的一端，第46脚接电容C17的一端，第47脚为接地端接CGND2，第48脚接电容C5的一端，第49脚接测试点TEST，第50脚接所述微控制单元U7第15脚，第51脚接所述微控制单元U7的第14脚，第52脚接所述微控制单元U7的第11脚，第53脚接测试点P1.1，第54脚接所述微控制单元U7的第10脚，第55脚接测试点P1.3，第56脚接测试点C-RST端并连接到CON2的第7脚，第57脚为空脚，第58脚接测试点C-INT端并连接到CON2的第6脚，第59脚为空脚，第60脚接C4的一端，第61脚接连接器J1的第3脚，第62脚为空脚，第63脚接连接器J1的第4脚，第64脚接连接器J1的第5脚，第65脚接连接器J1的第6脚，第66脚接连接器J1的第7脚，第67脚接连接器J1的第8脚，第68脚接连接器J1的第9脚，第69脚接连接器J1的第10脚，第70脚接连接器J1的第11脚，第71脚接连接器J1的第12脚，第72脚接连接器J1的第13脚，第73脚接连接器J1的第14脚，第74脚接连接器J1的第15脚，第75脚接连接器J1的第16脚，第76脚接连接器J1的第17脚，第77脚接连接器J1的第18脚，第78脚接连接器J1的第19脚，第79脚接连接器J1的第20脚，第80脚接连接器J1的第21脚，第81脚接连接器J1的第22脚，第82脚接连接器J1的第23脚，第83脚接连接器J1的第24脚，第84、85、86、87及88脚为空脚悬空；

连接器J1第1、2、25及67脚为接地端接CGND，第64、65及66脚为空脚悬空；连接器CON2的第6脚接U4的第58脚并同时接电阻R9的一端，第7脚位接电容主控制单元U4的第56脚并同时接电阻R8的一端；

电阻R8的一端接CON2的第7脚同时接电容主控制单元U4的第56脚，R8的另一端接3.3V电源端，电阻R9的一端接CON2的第6脚同时接电容主控制单元U4的第58脚，电阻R9的另一端接3.3V电源端。电阻R12的一端接CGND，电阻R12的另一端接CGND2；

电容C4的一端接电容主控制单元U4的第61脚并同时接3.3V电源端，电容C4的另一端接CGND，电容C5的一端接电容主控制单元U4的第47脚，电容C5的另一端接CGND2，电容C17的一端接电容主控制单元U4的第46脚，电容C17的另一端接CGND2，电容C23的一端接电容主控制单元U4的第45脚，电容C23的另一端接CGND2。

如图6所示，具体地，所述电容控制模组包括电容主控制单元U4、连接器J1(67PIN)、连接器CON2(10PIN)、电阻R8、电阻R9、电阻R12、电容C4、电容C5、电容C17及电容C23，其中芯片U4为WS8711H,。芯片工作温度-40℃to85℃,湿度≤95％RH；储存温度-55℃to110℃；

连接器CON2为控制板外接接口，在电容控制部分只用到第6，7脚。连接器CON2的第6脚接U4的第58脚并同时接R9的一端，第7脚位接U4的第56脚并同时接R8的一端。

电阻R8一端接CON2的第7脚同时接U4的第56脚，R8另一端接3.3V电源端。R9一端接CON2的第6脚同时接U4的第58脚，R9另一端接3.3V电源端。R12一端接CGND另一端接CGND2。R8,R9均为上拉电阻，(取值范围2K至10K,电路取值5K6，在电路中限流作用)。R12为地CGND与地CGND2共地连接电阻，根据共地单点连接原则取值0欧姆。

电容C4一端接U4的第61脚并同时接C3.3V电源端，C4另一端接CGND,C5一端接U4的第47脚另一端接CGND2,C17一端接U4的第46脚另一端接CGND2,C23一端接U4的第45脚另一端接CGND2。电容C4,C5,C17,C19(取值范围0.01UF至1UF，电容C4(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)，电容C5、C17、C23(取值范围0.01UF～1UF；取值1UF：在电路中滤除低频信号，减少输入纹波和噪声)。

所述电磁控制模组包括电磁主控制单元、连接器、容抗单元和感抗单元，其中容抗单元和所述电磁主控制单元连接后，对该电磁主控制单元滤除高频信号操作，减少输入纹波和噪声；感抗单元和所述电磁主控制单元连接后，对该电磁主控制单元进行滤波和整流操作。

如图7所示，具体地，所述电磁控制模组包括电磁主控制单元U10、连接器J2、电感L6和电容C15，其中，电磁主控制单元U10的第1脚连接电感L6的一端同时连接电容C15的一端，第2脚为空脚悬空，第3脚连接连接器J2的第1脚，第4脚连接连接器J2的第2脚，第5脚连接连接器J2的第3脚，第6脚连接连接器J2的第4脚，第7脚连接连接器J2的第5脚，第8脚连接连接器J2的第6脚，第9脚连接连接器J2的第7脚，第10脚连接连接器J2的第8脚，第11脚连接连接器J2的第9脚，第12脚连接连接器J2的第10脚，第13脚连接连接器J2的第11脚，第14脚连接连接器J2的第12脚，第15脚连接连接器J2的第13脚，第16脚连接连接器J2的第14脚，第17脚连接连接器J2的第15脚，第18脚连接连接器J2的第16脚，第19脚连接连接器J2的第17脚，第20脚连接连接器J2的第18脚，第21脚连接连接器J2的第19脚，第22脚连接连接器J2的第20脚，第23脚连接连接器J2的第21脚，第24脚连接连接器J2的第22脚，第25脚连接连接器J2的第23脚，第26脚连接连接器J2的第24脚，第27脚连接连接器J2的第25脚，第28脚连接连接器J2的第26脚，第29脚连接连接器J2的第27脚，第30脚连接连接器J2的第28脚，第31脚连接连接器J2的第29脚，第32脚连接连接器J2的第30脚，第33脚连接连接器J2的第31脚，第34脚连接连接器J2的第32脚，第35脚连接连接器J2的第33脚，第36脚连接连接器J2的第34脚，第37脚连接连接器J2的第35脚，第38脚连接连接器J2的第36脚，第39脚连接AGND端，第40脚为空脚悬空，第41脚为空脚悬空，第42脚连接连接器J2的第37脚，第43脚连接连接器J2的第38脚，第44脚连接连接器J2的第39脚，第45脚连接连接器J2的第40脚，第46脚连接连接器J2的第41脚，第47脚连接所述微控制单元U7的第22脚，第48脚连接所述微控制单元U7的第21脚，第49脚连接所述微控制单元U7的第7脚，第50脚连接所述微控制单元U7的第6脚，第51脚连接所述微控制单元U7的第3脚，第52脚连接所述微控制单元U7的第2脚，第53脚连接AGND端，第54脚连接+AVCC端，第55脚为COM输出端，第56脚连接连接器J2的第42脚，第57脚连接连接器J2的第43脚，第57脚连接连接器J2的第44脚，第59脚连接连接器J2的第45脚，第60脚为空脚悬空，第61脚连接连接器J2的第46脚，第62脚连接连接器J2的第47脚，第63脚连接连接器J2的第48脚，第64脚连接连接器J2的第49脚，第65脚连接连接器J2的第50脚，第66脚连接连接器J2的第51脚，第67脚连接连接器J2的第52脚，第68脚连接连接器J2的第53脚，第69脚连接连接器J2的第54脚，第70脚连接连接器J2的第55脚，第71脚连接连接器J2的第56脚，第72脚连接连接器J2的第57脚，第73脚连接连接器J2的第58脚，第74脚连接连接器J2的第59脚，第75脚连接连接器J2的第60脚，第76至80脚悬空；

电感L6的一端接电磁主控制单元U10的第1脚同时连接电容C15的一端，电感L6的另一端接+3.3V；电容C15的另一端接AGND。L6与C15组成LC滤波电路。

所述电磁控制模组包括电磁主控制单元U10、连接器连接器J2(67PIN),电感L6和电容C15。芯片U10为WS8898E，芯片工作温度-25℃to75℃,；储存温度-50℃to125℃。

连接器连接器J2的第1至60脚如上述对应芯片U10各脚。第61，62，63，65脚为空脚，悬空处理。第64，66，67脚接AGND。

电感L6一端接芯片U10的第1脚同时连接C15一端，另一端接+3.3V；C15一端接芯片U10的第1脚同时连接L6一端，另一端接AGND。L6与C15组成LC滤波电路，L6(取值范围2.2UH—22UH；整体电路取值L6为10UH，在电路中主要起到滤波，整流作用)，电容C15(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声。

所述信号控制模组包括：集成运放单元和多个阻抗单元，其中，在集成运放单元的输入端连接阻抗单元，提高集成运放单元的阻抗匹配，稳定上一级信号的输出；在集成运放单元的输输出端连接阻抗单元，提高集成运放单元的输出阻抗。

所述信号控制模组包括：集成运放单元U5、集成运放单元U6、数字电位器U1，电阻R73、电阻75、电阻R74、电容C50、电感L5、电阻R77、电阻R82、电阻R76、电容C51、电阻R32、电阻R4、电容C19、电容C12、电阻R31、电阻R6、电阻R62、电阻R64、电阻R61、电容C48、电阻R20、电阻R11、电阻R30、电阻R19、电容C3、电容C70、电容C47、电容C78、电容C22、电容C24、电阻R67、电阻R68、电容C61、电阻R15、电阻R14、电阻R10、二极管D1、电容C9、三极管Q3、电阻R28、电阻R37、电阻R33、电阻R29、二极管D2和电阻R38，其中，

集成运放单元U5的第12脚正反馈连接电阻R74及电容C50的一端，电阻R74的另一端接地，电容C50的另一端连接所述电磁主控制单元U10的第55脚及测试点TP1，集成运放单元U5的第13脚的负反馈连接电阻R75的一端及电阻R73的一端；电阻R73的另一端连接集成运放单元U5的第14脚的输出脚，电阻R73的另一端接地，集成运放单元U5的第14脚的输出端连接电阻R75的另一端及电阻R76的一端，电阻R76的另一端连接集成运放单元U5的第10脚的正反馈及电容C51的一端，集成运放单元U5的第9脚的负反馈连接电阻R82的一端及电阻R77的一端；电阻R77的另一端接地，集成运放单元U5的第8脚的输出端连接电阻R82的另一端及电阻R32的一端，电阻R32的另一端接电容C19及电阻R4的一端，电容C19的另一端接地，电阻R4的另一端连接数字定位器U1的第6脚及集成运放单元U5的第6脚的负反馈，集成运放单元U5的第6脚负反馈连接电阻R4及数字定位器U1的第6脚，集成运放单元U5d的第5脚正反馈接地，集成运放单元U5的第7脚输出端接电阻R6的一端，电阻R6的另一端接电容C48的一端，集成运放单元U5的第3脚正反馈连接电阻R61及电容C48的一端，电阻R61的另一端接地，电容C48的另一端连接电阻R6的另一端，集成运放单元U5的第2脚的负反馈连接电阻R64的一端及电阻R62的一端；电阻R62的另一端接地，集成运放单元U5的第1脚的输出端连接电阻R64的另一端及电阻R20的一端，电阻R20的另一端接电阻R19；

集成运放单元U6第5脚连接电阻R19，电容C3的另一端接地，集成运放单元U6第6脚的负反馈连接电阻R30的一端及电阻R11的一端，电阻R11的另一端连接地，电阻R30的另一端连接集成运放单元U6的第7脚，集成运放单元U6第7脚的输出端连接电阻R30的另一端、电容C47的一端及电容C7的一端，电容C70的另一端连接电阻R19的一端，电容C47的另一端连接电容C61的一端及电阻R68的一端，集成运放单元U6的第9脚负反馈连接电阻R68及集成运放单元U6的第8脚的输出端，集成运放单元U6的第130脚连接电阻R67及电容C61的一端，电阻R67的另一端接地及电容C61的另一端接电阻R68和电容C47，集成运放单元U6的第8脚输出端连接电阻R10及电阻R29，集成运放单元U6的第12脚正反馈连接二极管D1的负极，二极管D1的正极连接电阻R10，集成运放单元U6的第13脚负反馈连接电阻R15及电阻R14的一端，电阻R15的另一端接地，集成运放单元U6的第14脚的输出端连接电阻R14、测试点的TP14以及所述微控制单元U7的第5脚，集成运放单元U6的第2脚负反馈连接电容R29，电阻R29的另一端连接集成运放单元U6的第8脚，集成运放单元U6的第3脚正反馈连接电阻R33及电阻R37的一端，电阻R33的另一端接地，电阻R37的另一端接集成运放单元U6的第1脚的输出端，集成运放单元U6的第1脚的输出端连接二极管D1正极。

如图8-1、图8-2、图8-3和图8-4所示，具体地，所述信号控制模组包括集成运算放大器U5(TL084CPWR)、集成运算放大器U6(TL084CPWR)，数字电位器U1，电阻R73、电阻75、电阻R74、电容C50、电感L5、电阻R77、电阻R82、电阻R76、电容C51、电阻R32、电阻R4、电容C19、电容C12、电阻R31、电阻R6、电阻R62、电阻R64、电阻R61、电容C48、电阻R20、电阻R11、电阻R30、电阻R19、电容C3、电容C70、电容C47、电容C78、电容C22、电容C24、电阻R67、电阻R68、电容C61、电阻R15、电阻R14、电阻R10、二极管D1(RB521CS-30)、电容C9、三极管Q3(MMBT2222AM)、电阻R28、电阻R37、电阻R33、电阻R29、二极管D2(RB521CS-30)、电阻R38。

运算放大器U5(TL084CPWR)工作环境温度范围：-55°～125°，贮存温度范围-40°～125°，运算放大器U5的第12脚正反馈连接电阻R74(取值范围2K到10K；在电路中取值为5.6K主要是为了让偏置电流流过不平衡的信号源时，产生一个失调的误差，如果没有一个输入信号源电阻很大而且没有一个电阻性的通路与电源地沟通，则输入共模电源上升，直到仪表放大处于饱和状态，只有将高阻值的电阻把输入端接地)及电容C50(取值范围0.01～0.1UF；在电路中取值0.1UF主要是通过电容的耦合作用将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)，电阻R74接地，电容C50连接电感IC U10的55引脚及测试点TP1，运放的U5第13脚的负反馈连接电阻R75(取值范围4.7K～10K；在电路中取值10K是为了满足设计时的增益达到6倍，同时要与电阻R73匹配才能完成增益的放大倍数)的一端及电阻R73的一端；电阻R73(取值范围1K～2K；在电路中取值2K是为了满足设计时的增益达到6倍，同时要与电阻R75匹配才能完成增益的放大倍数)的另一端连接运放的U5第14脚的输出脚，电阻R73的另一端接地，运放的U5第14脚的输出端连接电阻R75的另一端及电阻R76(取值范围2K～5.6K；在电路中取值3K，在输出端串联一个电阻是为了提高运放的输出阻抗)的一端，电阻76的另一端连接第10脚的正反馈及电容C51的一端，运放U5第10脚连接电阻R76(取值范围2K～5.6K；在电路中取值3K，在输入端串联一个电阻是为了提高运放的阻抗匹配)及电容C51(取值范围200PF～220PF，在电路中取值220PF主要为电路起到滤波及其将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)，运放的U5第9脚的负反馈连接电阻R82(取值范围4.7K～10K；在电路中取值5.1K是为了满足设计时的增益达到2.7倍，同时要与电阻R77匹配才能完成增益的放大倍数)的一端及电阻R77的一端；电阻R77(取值范围1K～5.6K；在电路中取值3K是为了满足设计时的增益达到2.7倍，同时要与电阻R82匹配才能完成增益的放大倍数)的另一端连接接地，电阻R82的另一端连接运放的第8脚，运放的U5第8脚的输出端连接电阻R82的另一端及电阻R32(取值范围1K～5.6K；在电路中取值1K，在输出端串联一个电阻是为了提高运放的输出阻抗)的一端，电阻R32的另一端接电容C19(取值范围200PF～220PF，在电路中取值220PF主要为电路起到滤波及其将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)及电阻R4(取值范围1K～5.6K；在电路中取值1K，在输入端串联一个电阻是为了提高运放的阻抗匹配)，电容C19的另一端接地，电阻R4的另一端连接数字定位器U1的第6脚及运放U5的第6脚的负反馈，运放U5的第6脚负反馈连接电阻R4(取值范围1K～5.6K；在电路中取值1K，在输入端串联一个电阻是为了提高运放的阻抗匹配)及数字定位器U1的第6脚，运放的U5第5脚正反馈接地，运放的U5第7脚输出端接电阻R6(取值范围2K～5.6K；在电路中取值3K，在输出端串联一个电阻是为了提高运放的输出阻抗)的一端，电阻R6的另一端接电容C48(取值范围0.01～0.1UF；在电路中取值0.1UF主要是通过电容的耦合作用将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)的一端，运算放大器U5的第3脚正反馈连接电阻R61(取值范围200K到220K；在电路中取值为220K主要是为了让偏置电流流过不平衡的信号源时，产生一个失调的误差，如果没有一个输入信号源电阻很大而且没有一个电阻性的通路与电源地沟通，则输入共模电源上升，直到仪表放大处于饱和状态，只有将高阻值的电阻把输入端接地)及电容C48(取值范围0.01～0.1UF；在电路中取值0.1UF主要是通过电容的耦合作用将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)，电阻R61另一端接地，电容C48连接电阻R6的另一端，运放的U5第2脚的负反馈连接电阻R64(取值范围4.7K～10K；在电路中取值10K是为了满足设计时的增益达到4.3倍，同时要与电阻R62匹配才能完成增益的放大倍数)的一端及电阻R62的一端；电阻R62(取值范围1K～3K；在电路中取值3K是为了满足设计时的增益达到4.3倍，同时要与电阻R64匹配才能完成增益的放大倍数)的另一端连接地，电阻R64的另一端运放的U5第1脚的输出脚，运放的U5第1脚的输出端连接电阻R64的另一端及电阻R20(取值范围2K～5.6K；在电路中取值3.3K，在输出端串联一个电阻是为了提高运放的输出阻抗)的一端，电阻的另一端接电阻R19。

运算放大器U6(TL084CPWR)工作环境温度范围：-55°～125°，贮存温度范围-40°～125°，运算放大器U6第5脚连接电阻R19(取值范围2K～5.6K；在电路中取值3K，在输入端串联一个电阻是为了提高运放的阻抗匹配)及电容C3(取值范围120PF～200PF，在电路中取值120PF主要为电路起到滤波及其将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)，电容C3的另一端接地，运放的U6第6脚的负反馈连接电阻R30(取值范围1K～2K；在电路中取值2K是为了满足设计时的增益达到1.35倍，同时要与电阻R11匹配才能完成增益的放大倍数)的一端及电阻R11(取值范围1K～10K；在电路中取值5.6K是为了满足设计时的增益达到1.35倍，同时要与电阻R30匹配才能完成增益的放大倍数)的一端，电阻R11的另一端连接地，电阻R30的另一端连接运放U6的第7脚，运放的U6第7脚的输出端连接电阻R30的另一端、电容C47(取值范围470PF～560PF；在电路中取值470PF主要是通过电容的耦合作用将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)的一端及电容C7(取值范围470PF～560PF；在电路中取值560PF主要是通过电容的耦合作用将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)的一端，电容C70的另一端连接电阻R19的一端，电容C47的另一端连接电容C61的一端及电阻R68的一端，运算放大器U6的第9脚负反馈连接电阻R68(取值范围150R～180R；在电路中取值180R，在输入端串联一个电阻是为了提高运放的阻抗匹配，稳定上一级信号的输出)及运算放大器U6的第8脚的输出端，运算放大器U6的第130脚连接电阻R67(取值范围20K到22K；在电路中取值为20K主要是为了让偏置电流流过不平衡的信号源时，产生一个失调的误差，如果没有一个输入信号源电阻很大而且没有一个电阻性的通路与电源地沟通，则输入共模电源上升，直到仪表放大处于饱和状态，只有将高阻值的电阻把输入端接地)及电容C61(取值范围470PF～560PF；在电路中取值470PF主要是通过电容的耦合作用将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)的一端，电阻R67的另一端接地及电容C61的另一端接电阻R68和电容C47，运算放大器U6的第8脚输出端连接电阻R10(取值范围1K～2K；在电路中取值2K，在输入端串联一个电阻是为了提高运放的阻抗匹配，稳定上一级信号的输出)及电阻R29(取值范围30K～50K；在电路中取值30K，在输出端串联一个电阻是为了提高运放的阻抗匹配，稳定上一级信号的输出)，运算放大器U6的第12正反馈连接二极管D1(RB521CS-30)的负极(在电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用，)，二极管D1(RB521CS-30)的正极连接电阻R10，运算放大器U6的第13脚负反馈连接电阻R15(取值范围20K～30K；在电路中取值22K是为了满足设计时的增益达到2.35倍，同时要与电阻R14匹配才能完成增益的放大倍数)及电阻R14(取值范围20K～30K；在电路中取值30K是为了满足设计时的增益达到2.35倍，同时要与电阻R15匹配完成增益的放大倍数)的一端，电阻R15的另一端接地，电阻R14的另一端接运算放大器U6的第14脚的输出端，运算放大器U6的第14脚的输出端连接电阻R14、测试点的TP14以及MCU U7的第5脚，运算放大器U6的第2脚负反馈连接电容R29(取值范围30K～50K；在电路中取值30K，在输入端串联一个电阻是为了提高运放的阻抗匹配，稳定上一级信号的输出)，电阻R29的另一端连接运放U6的第8脚，运算放大器U6的第3脚正反馈连接电阻R33(取值范围1K～4.7K；在电路中取值3K是为了满足设计时的增益达到34.3倍，同时要与电阻R37匹配完成增益的放大倍数)及电阻R37(取值范围100K～120K；在电路中取值100K是为了满足设计时的增益达到34.3倍，同时要与电阻R33匹配完成增益的放大倍数)的一端，电阻R33的另一端接地，电阻R37的另一端接运算放大器U6的第1脚的输出端，运算放大器U6的第1脚的输出端连接二极管D1(RB521CS-30)正极(在电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用)。

二极管D1(RB521CS-30)的负极连接电阻R38、测试的TP2、微控制单元U7的第17脚。

三极管Q3(MMBT2222AM；在电路三极管达到饱和时，三极管的集电极打开，起到电路的开关作用)的基极连接电阻R28(取值范围1K～4.7K，在电路中取值4.7K主要的作用为限流的作用)，电阻R28的另一端连接MCU U7的第16脚，三极管Q3的集电极连接电容C9(取值范围560PF～680PF；在电路中取值680PF起到滤波、整流、将信号源的直流限号滤掉，只保留交流信号)，电容C9的另一端连接地，三极管Q3接地。

电容C24(取值范围：1UF～10UF；取值4.7UF：在电路中滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声)、电容C22(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)、电容C78(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)的一端连接电源+AVCC的一端，电容C24、电容C22、电容C78的另一端连接地。

数字电位器U1(MCP40D17)工作环境温度范围：-40°～125°，贮存温度范围-40°～125°第1脚连接电源+AVCC以及电容C12(取值范围0.01UF～0.1UF；取值0.1UF：在电路中滤除高频信号，减少输入纹波和噪声)的一端，另一端接地，第2脚接地，第3脚接微控制单元U7的第29脚，第4脚接微控制单元U7的第28脚，第5脚连接电阻R31，第6脚连接集成运放单元U5的第6脚以及电阻R4。

如图9所示，本发明的一种电磁电容双模触控装置的电磁电容双模触控屏，包括屏体基材901和覆盖于屏体基材901上的屏体盖板902，其中分别在屏体基材901的两面设置有排列成阵列的电容感应器和电磁感应环路，形成上下两层感应装置903和904，屏体基材的一面设置为沿X方向的电容感应器和电磁感应环路，屏体基材的另一面设置为沿Y方向的电容感应器和电磁感应环路，X方向和Y方向为交叉式设置。在触控装置中感应装置放在单片基材的两面上，减少了生产工艺难度和制造成本，并提高了产品的良率；同时有效的减低了图形外观金属线的可视性问题。

所述触摸屏体上设置有排列成阵列的电容感应器；

所述触摸屏体上设置有排列成阵列的电磁感应环路；

所述触摸屏体上设置的电容感应器与电磁感应环路有序排布于玻璃的一个面上，屏体基材的两面，分别放置感应装置，形成上下层感应装置。

其中，电磁感应环路包括设置于屏体基材上层的X方向电磁感应环路和屏体基材下层的Y方向电磁感应环路，通过规律性的设置X方向和Y方向相交的线圈，作为电磁电容双模触控装置中电磁感应装置的发射电路和接收电路，发射电磁信号并接收电磁笔发送的信号，根据信号的强弱计算电磁笔在电磁感应环路上的坐标、压力以及倾斜角度等位置信息。

其中，电容感应器包括设置于屏体基材上层的X方向电容感应器和屏体基材下层的Y方向电容感应器，通过规律性的设置X方向和Y方向相交的电容感应器，实现电磁电容双模触控装置中电容触控装置的功能，当用户触摸电磁电容双模触控装置的屏体盖板时，由于人体电场和工作层上接有的高频交流信号，用户手指头和工作层形成的耦合电容吸收走一个交流电流。这个电流分别从屏幕的四个角或四条边上的电极中流出，并且理论上流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成比例，通过对这四个电流比例的精密计算，得出触摸点的位置。

其中屏体基材可以选用ITO导电玻璃，ITO导电玻璃是在钠钙基或硅硼基基片玻璃的基础上，利用溅射、蒸发等多种方法镀上一层氧化铟锡(俗称ITO)膜加工制作成的。其中在溅镀ITO层时，不同的靶材与玻璃间，在不同的温度和运动方式下，所得到的ITO层会有不同的特性。

本发明中电磁电容双模触控装置的屏体堆叠结构如图10所示：1:实施例屏体盖板；2:实施例屏体上层电容感应电极和电磁感应器；3:屏体基材；4:实施例屏体下层电容感应电极和电磁感应器；

其中层2：在其中一种实施例的图案，如图11所示：屏体内部电容感应电极和电磁感应器。层4：在其中一种实施例的图案，如图12所示：屏体内部电容感应电极和电磁感应器。

其中，电磁电容双模触控装置的屏体中X方向和Y方向并非必须在物理上垂直相交而是根据走线配合算法做调整，而垂直方式对算法而言为最简易并可靠的实现方法，是本发明最优实施方式，本发明对此不作任何限定。

一种电磁电容双模触控装置，用于需要触控输入的各类触控设备，其结构包括屏体盖板、触摸屏体，并从外到内依次叠放，其中：屏体盖板是露在触摸屏设备外用户可见的部分，主要用来提供用户的触摸及保护触摸屏设备里的器件比如触摸屏体和显示器等，盖板材质通常使用玻璃、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)等，可以理解只要盖板使用透明的材质，均属于本发明保护范围，本发明对此不作任何限定。

本说明书中的各个实施例一般采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块或单元。一般地，程序模块或单元可以包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。一般来说，程序模块或单元可以由软件、硬件或两者的结合来实现。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块或单元可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的网页中视频的播放装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (10)

1.一种电磁电容双模触控系统的控制方法，包括：

电磁笔通过其内部的控制总成模块发射固定频率的数字信号，调制编码获取电磁笔笔压数据信息，其中所述控制总成模块通过一微控制单元发送数字信号；所述控制总成模块将得到的所述电磁笔笔压数据信息发送给信号发射模块后，信号发射模块通过电感线圈发射电磁信号；

电磁电容双模触控装置接收电磁笔的信号发射模块发送的电磁信号和触发屏幕后产生的电容信号，通过通用输入/输出端口的方式控制内部的电容控制模组与电磁控制模组的协同操作，其中通用输入/输出端口包括L to C端口和C to L端口；

电磁电容双模触控装置根据间隔时间将C to L端口按照预设时间阈值设置为低电频；判断C to L端口若为低电频，则将L to C端口置为低电频，同时电磁控制模组处于工作状态，并检测电磁信号的输入；判断C to L端口若为高电频，则电容控制模组处于工作状态，并检测电容信号的输入。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

还包括：所述电磁电容双模触控装置判断L to C端口若为低电频，则电磁控制模组处于工作状态，直到L to C端口被置高电频之前, 电容控制模组都不能启动工作。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述电磁笔的所述控制总成模块还包括多个容抗单元，其中容抗单元和所述微控制单元连接后，对该微控制单元进行滤波、减少输入纹波，去掉干扰芯片的信号，并参与震荡和稳频操作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述电磁笔的所述信号发射模块包括一压力集成电路单元、多个容抗单元、多个阻抗单元和一集成运放单元，其中容抗单元和所述压力集成电路单元连接后，对该压力集成电路单元进行滤波、减少输入纹波，去掉干扰芯片的信号。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述电磁笔还包括一工作检测模块，所述工作检测模块与所述控制总成模块和所述信号发射模块均进行连接；其中所述工作检测模块接收所述控制总成模块的控制信号，并接收所述信号发射模块的信号；

所述工作检测模块包括一充电集成电路单元、一升压集成电路单元和多个容抗单元，其中容抗单元和所述升压集成电路单元连接后，对该升压集成电路单元进行滤除高低频信号，减少输入纹波和噪声的操作。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，

所述电磁笔还包括一电源模块，电源模块与所述控制总成模块和所述工作检测模块均进行连接；其中所述工作检测模块发送工作开关信息给所述控制总成模块，当所述工作检测模块通路时使能所述电源模块，从而使能所述控制总成模块，当所述工作检测模块检测固定但不特定的连续时间内没有变化，所述控制总成模块关闭所述电源模块后，电磁笔进入断电状态。

7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

所述电磁电容双模触控装置还包括：屏体基材和覆盖于屏体基材上的屏体盖板，其中分别在屏体基材的两面设置有排列成阵列的电容感应器和电磁感应环路，形成上下两层感应装置，屏体基材的一面设置为沿X方向的电容感应器和电磁感应环路，屏体基材的另一面设置为沿Y方向的电容感应器和电磁感应环路，X方向和Y方向为交叉式设置。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述电磁电容双模触控装置还包括：所述电磁感应环路包括设置于屏体基材上层的X方向电磁感应环路和屏体基材下层的Y方向电磁感应环路，通过规律性的设置X方向和Y方向相交的线圈，作为电磁电容双模触控装置中电磁感应装置的电路；

所述电磁电容双模触控装置还包括：所述电容感应器包括设置于屏体基材上层的X方向电容感应器和屏体基材下层的Y方向电容感应器，通过规律性的设置X方向和Y方向相交的电容感应器，完成电磁电容双模触控装置中电容触控操作。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述电磁电容双模触控装置的所述电容控制模组包括电容主控制单元、多个连接器和多个容抗单元，其中容抗单元和所述电容主控制单元连接后，对该电容主控制单元进行滤除高低频信号的操作，减少输入纹波和噪声；连接器与该电容主控制单元连接，为控制板外接接口。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，

所述电磁电容双模触控装置的所述电磁控制模组包括电磁主控制单元、连接器、容抗单元和感抗单元，其中容抗单元和所述电磁主控制单元连接后，对该电磁主控制单元滤除高频信号操作，减少输入纹波和噪声；感抗单元和所述电磁主控制单元连接后，对该电磁主控制单元进行滤波和整流操作。

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