CN107346184A - 一种电磁笔及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电磁笔及其控制方法，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；控制总成模块将得到的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脉冲信号。本发明解决了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。

Description

一种电磁笔及其控制方法

技术领域

本发明涉及无线通信和触控技术领域，尤其涉及一种电磁笔及其控制方法。

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。

因此，如何提供一种新的电磁笔及其控制的技术方案，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笔及其控制方法，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。

为了解决上述问题，本发明提供了一种电磁笔的控制方法，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；控制总成模块将得到的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脉冲信号。

本发明还提供了一种电磁笔，包括：控制总成模块，用于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；及

信号发射模块，用于接收所述控制总成模块发送的所述电磁笔笔压数据信息后，通过电感线圈发射脉冲信号。

与现有技术相比，应用本发明，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；本发明的电磁笔结构简单，布局合理，易于推广。

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1为本发明的电磁笔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为本发明的电磁笔的结构示意图。

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，本发明的一种电磁笔的控制方法，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脉冲信号。

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。

如图4所示，本发明的一种电磁笔，包括：控制总成模块401、信号发射模块402、工作检测模块403和电源模块404，其中，

控制总成模块401，用于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401通过一微控制单元发送数字信号，收到所述工作检测模块403发送的所述关闭信息后，关闭所述电源模块404，使电磁笔进入断电状态；

信号发射模块402，用于接收所述控制总成模块401发送的所述电磁笔笔压数据信息后，通过电感线圈发射脉冲信号；

电源模块404，电源模块404与所述控制总成模块401和所述工作检测模块403均进行连接；用于对电磁笔进行供电；

工作检测模块403，所述工作检测模块403与所述控制总成模块401和所述信号发射模块402均进行连接；其中所述工作检测模块403用于接收所述控制总成模块401的控制信号，并接收所述信号发射模块402的信号；发送工作开关信息给所述控制总成模块401，判断若工作检测模块403通路时，使能所述电源模块404，从而使能所述控制总成模块401，判断若检测固定但不特定的连续时间内没有变化，则给所述控制总成模块401发送关闭信息。

所述控制总成模块401还包括多个容抗单元，其中容抗单元与所述微控制单元连接，用于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。

所述信号发射模块402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，其中容抗单元与所述压力集成电路单元连接，用于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。

所述工作检测模块403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，其中容抗单元与所述升压集成电路单元连接，用于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。

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)

1.一种电磁笔的控制方法，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脉冲信号。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

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。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，

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。

4.如权利要求1或2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。

5.如权利要求1或2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。

6.一种电磁笔，其特征在于，

包括：控制总成模块，用于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；及

信号发射模块，用于接收所述控制总成模块发送的所述电磁笔笔压数据信息后，通过电感线圈发射脉冲信号。

7.如权利要求6所述的电磁笔，其特征在于，

所述控制总成模块还包括多个容抗单元，其中容抗单元与所述微控制单元连接，用于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。

8.如权利要求6或7所述的电磁笔，其特征在于，

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，其中容抗单元与所述压力集成电路单元连接，用于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。

9.如权利要求6或7所述的电磁笔，其特征在于，

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，其中容抗单元与所述升压集成电路单元连接，用于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。

10.如权利要求6或7所述的电磁笔，其特征在于，

进一步包括一电源模块，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用于发送工作开关信息给所述控制总成模块，判断若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，判断若检测固定但不特定的连续时间内没有变化，则给所述控制总成模块发送关闭信息；

所述控制总成模块还用于收到所述关闭信息后，关闭所述电源模块，使电磁笔进入断电状态。