CN108594690A - 一种微压力传感器在按键控制领域的应用结构 - Google Patents

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陈云
程修国
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Abstract

为了解决电容屏只能作为单一的开关按键的功能,以及在某些应用场景下无法识别的缺点,本发明提出一种微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其包括电源模块、微压力数据采集芯片、微压力数据分析芯片,电源模块用于将外部输入的电源转换为能够提供给微压力数据采集芯片和微压力数据分析芯片工作的电压值,分别供给微压力数据采集芯片和微压力数据分析芯片工作,微压力数据采集芯片与微压力数据分析芯片之间通过I2C通讯协议进行交互。采用以上微压力传感器在按键控制领域的应用结构可以识别按键的力度的大小,从而对按键的力度进行分级,不同的力度级别可以代表不同的控制命令,当然,也可以设定所有的力度均代表同一个控制命令。

Description

一种微压力传感器在按键控制领域的应用结构
技术领域
本发明涉及电子屏幕表面的按键控制系统,较为具体的,涉及到一种微压力传感器在按键控制领域的应用结构。
背景技术
目前,对家用电器或者手机等电子屏幕表面的控制方案均采用电容屏按键,一般情况下,电容屏按键只能通过手指进行触碰,而不能采用其他的物体进行触碰,因为当手指触摸到电容屏按键表面后,电容的电势差会发生变化,从而起到开关的控制效果。电容屏按键的缺陷在于其只能识别用户有没有进行触碰,并无法感知到触碰的力度大小,所以电容屏只能作为单一的开关功能使用。而且在有些应用场景下有时候,比如对于油烟机上面的电容屏按键,用户虽然用手指对电容屏进行触碰,但是由于手指上有油或者水,导致电容的电势差没有发生改变,所以直接导致对电容屏按键的控制无效。
发明内容
为了解决电容屏只能作为单一的开关按键的功能,以及在某些应用场景下无法识别的缺点,本发明提出一种微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其包括电源模块、微压力数据采集芯片、微压力数据分析芯片,电源模块用于将外部输入的电源转换为能够提供给微压力数据采集芯片和微压力数据分析芯片工作的电压值,分别供给微压力数据采集芯片和微压力数据分析芯片工作,微压力数据采集芯片采用XR10910-QFN40-0.5P,工作电压为2.8V,微压力数据分析芯片采用MKL16Z64VFMA4-QFN32,工作电压为2.8V,微压力数据采集芯片与微压力数据分析芯片之间通过I2C通讯协议进行交互。采用以上微压力传感器在按键控制领域的应用结构可以识别按键的力度的大小,从而对按键的力度进行分级,不同的力度级别可以代表不同的控制命令,当然,也可以设定所有的力度均代表同一个控制命令,也就是做成跟电容屏按键一样的效果。
一种微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其包括:电源模块、微压力数据采集芯片和微压力数据分析芯片,电源模块采用芯片U3的型号为 XC6206P282MR,其总共包含3个引脚,引脚3(VIN)用于连接外部输入电源,外部输入电源Vbat的电压范围为3.3V~5V,引脚1(VSS)接地,引脚2(VOUT) 用于输出2.8V的电压分别供给微压力数据采集芯片U4和微压力数据分析芯片U1工作;微压力数据采集芯片U4的型号为XR10910-QFN40-0.5P,其总共包括40个引脚,其中引脚1(SIG+01)至引脚32(SIG-16)均用于连接微压力传感器(微压力传感器就是按键),最多可以连接16个微压力传感器(微压力传感器就是按键),引脚1(SIG+01)和引脚2(SIG-01)为一对引脚,用于连接到第一个微压力传感器(微压力传感器就是按键)上,依次类推,引脚3(SIG+02)和引脚4(SIG-02)为一对引脚,用于连接到第二个微压力传感器(微压力传感器就是按键)上;引脚33(BRDG POWER)用于输出2.8V~ 3V的电压供给微压力传感器(微压力传感器就是按键)工作;引脚36(VCC)、引脚40(VDD)连接到电源模块的芯片U3的引脚2(VOUT);引脚34和引脚 37分别接地;引脚38(I2C_SCL)和引脚39(I2C_SDA)为I2C接口,用于与微压力数据分析芯片U1进行通讯;微压力数据分析芯片U1的型号为MKL16Z64VFM4-QFN32,其总共包含32个引脚,其中引脚1(PTE0)、引脚2 (PTE1)、引脚3(PTE16)、引脚4(PTE17)、引脚9(PTE30)、引脚11 (PTA1)、引脚12(PTA2)、引脚14(PTA4)、引脚17(PTA18)、引脚18 (PTA19)、引脚20(PTB0)、引脚24(PTC3)、引脚26(PTC5)、引脚27(PTC6)、引脚28(PTC7)、引脚29(PTD4)、引脚30(PTD5)为普通的 I/O口,用于输入各种按键控制信号,比如灯亮、喇叭响等控制信号;引脚5 (PTE18)和引脚6(PTE19)为I2C接口,用于与微压力数据采集芯片U4的引脚38(I2C_SCL)和引脚39(I2C_SDA)分别连接;引脚21(PTB1)与微压力数据采集芯片U4的引脚35(OUT)相连,用于将微压力数据采集芯片U4 的引脚35(OUT)的信号输入到微压力数据分析芯片U1中;引脚7(VDDA)、引脚15(VDD)连接到芯片U3的引脚2(VOUT);引脚8(VSSA)和引脚16 (VSSA)接地,引脚10(PTA0)和引脚13(PTA3)为捎入程序的接口;引脚 19接入复位电路;引脚22(PTC1)和引脚23(PTC2)为一对预留的I2C通讯接口;引脚25(INT)为外部中断接口;引脚31(PTD6)和引脚32(PTD7) 为预留的一对串口通行接口。
进一步的,微压力传感器在按键控制领域的应用结构中还包括一个统一对外接口J1,用于连接电源模块、微压力数据采集芯片U4和微压力数据分析芯片U1。
进一步的,电源模块中,外部输入电源Vbat连接电容C14、电容C15然后接地,并输出电压给芯片U3的引脚3(VIN),其中电容C14的大小为10uF, 电容C15的大小为0.1uF;芯片U3的引脚2(VOUT)连接电容C12、电容C13 然后接地,并输出2.8V的电压分别给微压力数据采集芯片和微压力数据分析芯片,其中电容C12的大小为1uF,电容C13的大小为0.1uF。
进一步的,微压力数据采集芯片U4引脚33(BRDG POWER)连接电容C11 然后接地,并输出2.8V~3V的电压供给微压力传感器(微压力传感器就是按键)工作,其中电容C11的大小为1uF,最大电压值为16V。
进一步的,芯片U3的引脚2(VOUT)连接电容C10然后接地,并输出2.8V 的电压给微压力数据采集芯片U4的引脚36(VCC),其中电容C10的大小为 1uF,最大电压值为16V。
进一步的,芯片3的引脚2(VOUT)连接电容C8和电容C9然后接地,并输出2.8V的电压给微压力数据采集芯片U4的引脚40(VDD),其中电容 C8的大小为1uF,最大电压值为16V,电容C9的大小为0.1uF,最大电压值为 16V。
进一步的,微压力数据分析芯片U1的引脚5(PTE18)和引脚6(PTE19) 分别通过电阻R3和电阻R5连接到芯片U3的引脚2(VOUT),其中电阻R3 和电阻R5的大小均为4.7KΩ。此处接入电源的目的,是为了保证微压力数据分析芯片U1和微压力数据采集芯片U4的通信质量。如果此处不连接电源,有时理论输出一个高电平应当为2.8V,但是实际却只有2.3V,电压值并不高,会影响通信质量。
进一步的,微压力数据分析芯片U1的引脚23(PTC2)和引脚22(PTC1) 分别通过电阻R1和电阻R2连接到芯片U3的引脚2(VOUT),其中电阻R3 和电阻R5的大小均为4.7KΩ。此处接入电源的目的,是为了保证微压力数据分析芯片U1和微压力数据采集芯片U4的通信质量。
进一步的,微压力数据采集芯片U4的引脚35(OUT)通过电阻R4连接到微压力数据分析芯片U1的引脚21(PTB1),在引脚21(PTB1)与电阻R4 之间连接电容C1后接地,其中电阻R4的大小为10KΩ,电容C1的大小为 0.01uF,最大电压为16V。
进一步的,芯片3的引脚2(VOUT)经过一个磁珠L1后连接到微压力数据分析芯片U1的引脚7(VDDA),在磁珠L1的两端各连接一个电容C3和电容C4然后接地,其中磁珠L1的为100R,电容C3的大小为1uF,最大电压为 16V,电容C4的大小为0.1uF,最大电压为16V。
进一步的,芯片3的引脚2(VOUT)连接到微压力数据分析芯片U1的引脚15(VDD),同时在引脚15(VDD)加两个电容C6和C7然后接地,其中电容C6的大小为1uF,最大电压为16V,电容C7为0.1uF,最大电压为16V。
进一步的,微压力数据分析芯片U1的复位电路的连接方式为:芯片U3 的引脚2(VOUT)通过电阻R6后连接到微压力数据分析芯片U1的引脚19 (PTA20),在电阻R6与引脚2(VOUT)之间连接一个电容C5然后接地,其中电阻R6为10KΩ,电容C5的大小为0.01uF,最大电压为16V。当通电后,电容C5在通电后的一瞬间会充电,在没有充满前引脚19(PTA20)都是低电位,芯片就不工作,当电容C5充满后,引脚19(PTA20)为高电位,微压力数据分析芯片U1就重头执行程序,也开始复位。
本发明的微压力传感器在按键控制领域的应用结构的工作原理如下:首先,电源模块给微压力数据采集芯片U4和微压力数据分析芯片U1供电。
接着,微压力数据采集芯片U4通过引脚1(SIG+01)~引脚32(SIG-16) 连接到相应微压力传感器,并通过微压力数据采集芯片U4的计算机程序不断采集相应的微压力传感器上的压力数据。
接着,微压力数据采集芯片U4的引脚38(SCL)、引脚39(SDA)与微压力数据分析芯片U1的引脚6(PTE19)、引脚5(PTE18)通过I2C通讯协议产生交互。将微压力数据采集芯片U4采集到的压力信号通过引脚35(OUT) 输出到微压力数据分析芯片U1的引脚21(PTB1),由微压力数据分析芯片 U1中的计算机程序进行分析,然后输出信号给控制器,由控制器输出命令进行相应的动作的执行。
进一步的,微压力数据分析芯片U1中的计算机程序的作用是根据微压力数据采集芯片U4输入的不同的电压幅值的模拟信号量,采用哈希表算法,输出对应的控制结果output。
进一步的,当对应的控制结果output的数量≤10时,可以采用直接定地的方式来进行索引存储位置,并通过映射函数输出相应的控制结果output。具体的,索引时,每一个电压幅值的模拟信号量为一个关键字key,在哈希表中的每一个具体的存储位置与关键字key之间建立一个确定的对应关系f, 使得每个关键字和哈希表中唯一的存储位置f(key)对应,这样就可以根据相应的电压幅值直接索引到哈希表中的存储位置f(key)。接着,哈希表中的每一个存储位置f(key)通过一个固定的映射函数fx输出一个固定的控制结果output。
较为优选的,为了提高索引的速度,可以采用除留余数法来进行索引位置f(key),并通过映函数fx输出相应的控制结果output。具体的,索引时,每一个电压幅值的模拟信号量为一个关键字key,在哈希表中的每一个具体的存储位置f(key)与关键字key之间建立一个确定的对应关系f,具体的对应关系为f(key)=key mod p,其中p为素数,且p≤哈希表中总的存储位置的长度,key mod p的意思为用关键字key除以p取余数。使得每个关键字key和哈希表中唯一的存储位置f(key)对应,这样就可以根据相应的电压幅值直接索引到哈希表中的存储位置。接着,哈希表中的每一个存储位置 key通过一个固定的映射函数fx输出一个固定的控制结果output。
进一步的,为了解决采用除留余数法来进行索引位置f(key)可能发生的存储位置f(key)冲突的问题,较为优选的,一旦发生存储位置f(key) 冲突,则f就去寻找下一个存储位置,只要哈希表足够大,空的存储位置f (key)总能找到。当不同记录的输出结果output相同时,对两个相同结果 output寻找下一个存储位置f(key),继续把当前电压信号量通过哈希函数变换,直到得到想要的结果。
进一步的,在哈希表算法前还具有防抖算法,其作用是为了解决从微压力数据采集芯片U4输入的电压幅值的模拟信号量不稳定的问题。
进一步优选的,防抖算法采用延时去抖的算法。具体的,就是让微压力数据分析芯片U1取到一次低电平后,通过一定的时间后,如果再次取到低电平,则认为此输入电信号有效,中间的延迟时间取决于输入电压抖动的最大时间。通常抖动时间一般在毫秒级就可以达到稳定状态,所以防抖算法系统延时在可容忍范围之内。这样,通过去抖算法,可以有效避免输入到微压力数据分析芯片U1的电压幅值的模拟信号量不稳定的问题。
由于采用以上微压力传感器在按键控制领域的应用结构可以识别按键的力度的大小,从而对按键的力度进行分级,不同的力度级别可以代表不同的控制命令,当然,也可以设定所有的力度均代表同一个控制命令。且只需要采集力度的大小,所以应用在油烟机或者微波炉的面板上,比较适用,并不用担心手上有油污或水渍的时候无法成功启动按键系统。
附图说明
图1为电源模块的结构示意图。
图2为微压力数据采集芯片U4的结构示意图。
图3为芯片U3的引脚2(VOUT)连接到微压力数据采集芯片U4的引脚 33(BRDGPOWER)的优选滤波电路。
图4为芯片U3的引脚2(VOUT)连接到微压力数据采集芯片U4的引脚 36(VCC)的优选滤波电路。
图5为芯片U3的引脚2(VOUT)连接到微压力数据采集芯片U4的引脚 40(VDD)的优选滤波电路。
图6为微压力数据分析芯片U1的结构示意图。
图7为统一对外接口J1的结构示意图。
图8为外部输入电源(Vbat)连接到统一对外接口J1的引脚49(BRDG POWER)的优选滤波电路。
图9为本发明的微压力传感器在按键控制领域的应用结构的示意图。
主要元件符号说明
微压力数据采集芯片 U4
微压力数据分析芯片 U1
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
具体实施案例1:
如图9所示,为本发明的微压力传感器在按键控制领域的应用结构的示意图。其包括:电源模块、微压力数据采集芯片和微压力数据分析芯片。
如图1所示,为电源模块的结构示意图。电源模块采用芯片U3的型号为XC6206P282MR,其总共包含3个引脚,外部输入电源Vbat连接电容C14、电容C15然后接地,并输出电压给芯片U3的引脚3(VIN),其中电容C14的大小为10uF,电容C15的大小为0.1uF;芯片U3的引脚2(VOUT)连接电容C12、电容C13然后接地,并输出2.8V的电压分别给微压力数据采集芯片和微压力数据分析芯片,其中电容C12的大小为1uF,电容C13的大小为0.1uF。
如图2为微压力数据采集芯片U4的结构示意图。微压力数据采集芯片 U4的型号为XR10910-QFN40-0.5P,其总共包括40个引脚,其中引脚1(SIG+01) 至引脚32(SIG-16)均用于连接微压力传感器(微压力传感器就是按键),最多可以连接16个微压力传感器(微压力传感器就是按键),引脚1(SIG+01) 和引脚2(SIG-01)为一对引脚,用于连接到第一个微压力传感器(微压力传感器就是按键)上,依次类推,引脚3(SIG+02)和引脚4(SIG-02)为一对引脚,用于连接到第二个微压力传感器(微压力传感器就是按键)上;引脚34和引脚37分别接地;引脚38(I2C_SCL)和引脚39(I2C_SDA)为I2C 接口,用于与微压力数据分析芯片U1进行通讯。
如图3所示,为芯片U3的引脚2(VOUT)连接到微压力数据采集芯片U4 的引脚33(BRDG POWER)的优选滤波电路。微压力数据采集芯片U4引脚33 (BRDG POWER)连接电容C11然后接地,并输出2.8V~3V的电压供给微压力传感器(微压力传感器就是按键)工作,其中电容C11的大小为1uF,最大电压值为16V。
如图4所示,为芯片U3的引脚2(VOUT)连接到微压力数据采集芯片U4 的引脚36(VCC)的优选滤波电路。芯片U3的引脚2(VOUT)连接电容C10 然后接地,并输出2.8V的电压给微压力数据采集芯片U4的引脚36(VCC),其中电容C10的大小为1uF,最大电压值为16V。
如图5所示,为芯片U3的引脚2(VOUT)连接到微压力数据采集芯片U4 的引脚40(VDD)的优选滤波电路。进一步的,芯片3的引脚2(VOUT)连接电容C8和电容C9然后接地,并输出2.8V的电压给微压力数据采集芯片U4 的引脚40(VDD),其中电容C8的大小为1uF,最大电压值为16V,电容C9 的大小为0.1uF,最大电压值为16V。
如图6所示,为微压力数据分析芯片U1的结构示意图。微压力数据分析芯片U1的型号为MKL16Z64VFM4-QFN32,其总共包含32个引脚,其中引脚1 (PTE0)、引脚2(PTE1)、引脚3(PTE16)、引脚4(PTE17)、引脚9(PTE30)、引脚11(PTA1)、引脚12(PTA2)、引脚14(PTA4)、引脚17(PTA18)、引脚18(PTA19)、引脚20(PTB0)、引脚24(PTC3)、引脚26(PTC5)、引脚27(PTC6)、引脚28(PTC7)、引脚29(PTD4)、引脚30(PTD5) 为普通的I/O口,用于输入各种按键控制信号,比如灯亮、喇叭响等控制信号;引脚5(PTE18)和引脚6(PTE19)为I2C接口,用于与微压力数据采集芯片U4的引脚38(I2C_SCL)和引脚39(I2C_SDA)分别连接;引脚21(PTB1) 与微压力数据采集芯片U4的引脚35(OUT)相连,用于将微压力数据采集芯片U4的引脚35(OUT)的信号输入到微压力数据分析芯片U1中;引脚7(VDDA)、引脚15(VDD)连接到芯片U3的引脚2(VOUT);引脚8(VSSA)和引脚16 (VSSA)接地,引脚10(PTA0)和引脚13(PTA3)为捎入程序的接口;引脚 19接入复位电路;引脚22(PTC1)和引脚23(PTC2)为一对预留的I2C通讯接口;引脚25(INT)为外部中断接口;引脚31(PTD6)和引脚32(PTD7) 为预留的一对串口通行接口。
如图7所示,为统一对外接口J1的结构示意图,芯片U3、微压力数据采集芯片U4和微压力数据分析芯片U1均插接在同一对外接口J1上。其中,统一对外接口J1的型号为CON60,其包含60个引脚,其中引脚1~引脚16 为普通的IO口,引脚17~引脚48为16对引脚,用于与连接微压力传感器 (微压力传感器就是按键),引脚49(BRDG POWER)用与向外部供电,引脚 50和引脚58接地,引脚51(SWDIO)和引脚52(SWCLK)为捎入程序的接口,引脚53(RESET)为复位接口,引脚54(I2C_SCL1)和引脚55(I2C_SDA1) 为一对I2C接口,引脚56(INT)为外部中断接口,引脚57(Vbat)为外部输入电源接口,引脚59(NDT-RX)和引脚60(NDT-TX)为一对串口通行接口。
如图8所示,外部输入电源(Vbat)连接到统一对外接口J1的引脚49 (BRDG POWER)的优选滤波电路,外部输入电源(Vbat)经过一个电容C2接地,并将电压输出给外接口J1的引脚49(BRDG POWER),其中电容C2的大小为1uF,最大工作电压为16V。
微压力数据分析芯片U1中的计算机程序的作用是根据微压力数据采集芯片U4输入的不同的电压幅值的模拟信号量,采用哈希表算法,输出对应的控制结果output。
为了提高索引的速度,可以采用除留余数法来进行索引位置f(key),并通过映函数fx输出相应的控制结果output。具体的,索引时,每一个电压幅值的模拟信号量为一个关键字key,在哈希表中的每一个具体的存储位置f(key)与关键字key之间建立一个确定的对应关系f,具体的对应关系为 f(key)=key mod p,其中p为素数,且p≤哈希表中总的存储位置的长度,key mod p的意思为用关键字key除以p取余数。使得每个关键字key和哈希表中唯一的存储位置f(key)对应,这样就可以根据相应的电压幅值直接索引到哈希表中的存储位置。接着,哈希表中的每一个存储位置key通过一个固定的映射函数fx输出一个固定的控制结果output。
进一步的,为了解决采用除留余数法来进行索引位置f(key)可能发生的存储位置f(key)冲突的问题,较为优选的,一旦发生存储位置f(key) 冲突,则f就去寻找下一个存储位置,只要哈希表足够大,空的存储位置f (key)总能找到。当不同记录的输出结果output相同时,对两个相同结果 output寻找下一个存储位置f(key),继续把当前电压信号量通过哈希函数变换,直到得到想要的结果。
进一步的,在哈希表算法前还具有防抖算法,其作用是为了解决从微压力数据采集芯片U4输入的电压幅值的模拟信号量不稳定的问题。
进一步优选的,防抖算法采用延时去抖的算法。具体的,就是让微压力数据分析芯片U1取到一次低电平后,通过一定的时间后,如果再次取到低电平,则认为此输入电信号有效,中间的延迟时间取决于输入电压抖动的最大时间。通常抖动时间一般在毫秒级就可以达到稳定状态,所以防抖算法系统延时在可容忍范围之内。这样,通过去抖算法,可以有效避免输入到微压力数据分析芯片U1的电压幅值的模拟信号量不稳定的问题。
1、以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其包括:电源模块、微压力数据采集芯片和微压力数据分析芯片,电源模块采用芯片U3的型号为XC6206P282MR,其总共包含3个引脚,引脚3用于连接外部输入电源,外部输入电源Vbat的电压范围为3.3V~5V,引脚1接地,引脚2用于输出2.8V的电压分别供给微压力数据采集芯片U4和微压力数据分析芯片U1工作;微压力数据采集芯片U4的型号为XR10910-QFN40-0.5P,其总共包括40个引脚,其中引脚1至引脚32均用于连接微压力传感器,最多可以连接16个微压力传感器,引脚1和引脚2为一对引脚,用于连接到第一个微压力传感器上,依次类推,引脚3和引脚4为一对引脚,用于连接到第二个微压力传感器上;引脚33用于输出2.8V~3V的电压供给微压力传感器工作;引脚36、引脚40连接到电源模块的芯片U3的引脚2;引脚34和引脚37分别接地;引脚38和引脚39为I2C接口,用于与微压力数据分析芯片U1进行通讯;微压力数据分析芯片U1的型号为MKL16Z64VFM4-QFN32,其总共包含32个引脚,其中引脚1、引脚2、引脚3、引脚4、引脚9、引脚11、引脚12、引脚14、引脚17、引脚18、引脚20、引脚24、引脚26、引脚27、引脚28、引脚29、引脚30为普通的I/O口,用于输入各种按键控制信号;引脚5和引脚6为I2C接口,用于与微压力数据采集芯片U4的引脚38和引脚39分别连接;引脚21与微压力数据采集芯片U4的引脚35相连,用于将微压力数据采集芯片U4的引脚35的信号输入到微压力数据分析芯片U1中;引脚7、引脚15连接到芯片U3的引脚2;引脚8和引脚16接地,引脚10和引脚13为捎入程序的接口;引脚19接入复位电路;引脚22和引脚23为一对预留的I2C通讯接口;引脚25为外部中断接口;引脚31和引脚32为预留的一对串口通行接口。
2.如权利要求1所述的微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其特征在于:微压力数据分析芯片U1的复位电路的连接方式为:芯片U3的引脚2通过电阻R6后连接到微压力数据分析芯片U1的引脚19,在电阻R6与引脚2之间连接一个电容C5然后接地,其中电阻R6为10KΩ,电容C5的大小为0.01uF,最大电压为16V;当通电后,电容C5在通电后的一瞬间会充电,在没有充满前引脚19都是低电位,芯片就不工作,当电容C5充满后,引脚19为高电位,微压力数据分析芯片U1就重头执行程序,也开始复位。
3.如权利要求1所述的微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其特征在于:芯片U3的引脚2连接电容C10然后接地,并输出2.8V的电压给微压力数据采集芯片U4的引脚36,其中电容C10的大小为1uF,最大电压值为16V;芯片3的引脚2连接电容C8和电容C9然后接地,并输出2.8V的电压给微压力数据采集芯片U4的引脚40,其中电容C8的大小为1uF,最大电压值为16V,电容C9的大小为0.1uF,最大电压值为16V。
4.如权利要求1所述的微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其特征在于:微压力数据采集芯片U4的引脚35通过电阻R4连接到微压力数据分析芯片U1的引脚21,在引脚21与电阻R4之间连接电容C1后接地,其中电阻R4的大小为10KΩ,电容C1的大小为0.01uF,最大电压为16V。
5.如权利要求1所述的微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其特征在于:芯片3的引脚2连接到微压力数据分析芯片U1的引脚15,同时在引脚15加两个电容C6和C7然后接地,其中电容C6的大小为1uF,最大电压为16V,电容C7为0.1uF,最大电压为16V。
6.如权利要求1所述的所述的微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其特征在于:微压力数据分析芯片U1中的计算机程序的作用是根据微压力数据采集芯片U4输入的不同的电压幅值的模拟信号量,采用哈希表算法,输出对应的控制结果output。
7.如权利要求6所述的所述的微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其特征在于:当对应的控制结果output的数量≤10时,可以采用直接定地的方式来进行索引存储位置,并通过映射函数输出相应的控制结果output;具体的,索引时,每一个电压幅值的模拟信号量为一个关键字key,在哈希表中的每一个具体的存储位置与关键字key之间建立一个确定的对应关系f,使得每个关键字和哈希表中唯一的存储位置f(key)对应,这样就可以根据相应的电压幅值直接索引到哈希表中的存储位置f(key);接着,哈希表中的每一个存储位置f(key)通过一个固定的映射函数fx输出一个固定的控制结果output。
8.如权利要求6所述的所述的微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其特征在于:为了提高索引的速度,可以采用除留余数法来进行索引位置f(key),并通过映函数fx输出相应的控制结果output;具体的,索引时,每一个电压幅值的模拟信号量为一个关键字key,在哈希表中的每一个具体的存储位置f(key)与关键字key之间建立一个确定的对应关系f,具体的对应关系为f(key)=key mod p,其中p为素数,且p≤哈希表中总的存储位置的长度,key mod p的意思为用关键字key除以p取余数;使得每个关键字key和哈希表中唯一的存储位置f(key)对应,这样就可以根据相应的电压幅值直接索引到哈希表中的存储位置;接着,哈希表中的每一个存储位置key通过一个固定的映射函数fx输出一个固定的控制结果output。
9.如权利要求8所述的所述的微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其特征在于:一旦发生存储位置f(key)冲突,则f就去寻找下一个存储位置,只要哈希表足够大,空的存储位置f(key)总能找到;当不同记录的输出结果output相同时,对两个相同结果output寻找下一个存储位置f(key),继续把当前电压信号量通过哈希函数变换,直到得到想要的结果。
10.如权利要求6所述的所述的微压力传感器在按键控制领域的应用结构,其特征在于:在哈希表算法前还具有防抖算法,其作用是为了解决从微压力数据采集芯片U4输入的电压幅值的模拟信号量不稳定的问题;防抖算法采用延时去抖的算法;具体的,就是让微压力数据分析芯片U1取到一次低电平后,通过一定的时间后,如果再次取到低电平,则认为此输入电信号有效,中间的延迟时间取决于输入电压抖动的最大时间。
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