CN110663115A - 用于消除电容触摸界面中的不希望的电容效果的技术以及相关的系统、方法和设备 - Google Patents

用于消除电容触摸界面中的不希望的电容效果的技术以及相关的系统、方法和设备 Download PDF

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Abstract

本公开的实施方案整体涉及用于消除电容触摸界面中的互电容效应的系统和方法，并且更具体地讲，涉及使用轨到轨电压来实现驱动屏蔽的系统和方法。

Description

用于消除电容触摸界面中的不希望的电容效果的技术以及相 关的系统、方法和设备
优先权声明
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2017年5月19日提交的美国临时专利申请序列号62/508,848的权益，该临时专利申请的内容和公开内容据此全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开的实施方案整体涉及用于消除电容触摸界面中的互电容效应的系统和方法，并更具体地讲，涉及使用轨到轨电压来实现驱动屏蔽的系统和方法。
背景技术
触摸界面可以包含电容接近传感器以检测与界面的接触敏感表面紧密接近或接触的对象。与个人计算机(包括笔记本计算机和用于平板电脑的键盘)一起使用的触摸板通常包含触摸界面。屏幕可以集成触摸界面，并且可以与例如便携式媒体播放器、电视、智能电话、平板计算机、个人计算机、手表以及可包含触摸屏的其他消费产品一起使用。此外，用于汽车、家用电器(例如，烤箱、冰箱、洗衣机等)、安全系统、自动柜员机(ATM)和加热控制系统的控制面板可以包含触摸屏。这些仅是一些非限制性示例。
触摸敏感表面上的水或其他液体可能在电容接近传感器的操作期间引起不希望的电容效应。驱动屏蔽可以减小或消除电容接近传感器中的那些不希望的影响。典型驱动屏蔽技术是包含缓冲器以连续跟踪感测电极并针对所有其他电极或相邻电极的子集驱动电极电压。这种技术的效果是，在理想情况下，有源/被测量的感测电极与被跟踪电极之间的互电容对电容测量序列没有电荷贡献或其电荷贡献无关紧要并且对测量“不可见”。
发明内容
本公开的实施方案整体涉及电容触摸电路。电容触摸电路包括接口电路和驱动屏蔽电路。驱动屏蔽电路可操作地耦接到接口电路，并且被配置为将屏蔽电压从一定数量的测量周期期间的第一电压轨改变为该数量的测量周期之后的第二电压轨。
本公开的实施方案整体涉及提供驱动屏蔽的方法。方法可以包括：在一定数量的测量周期内在感测线上进行一定数量的测量，测量响应于该感测线处的电压变化；以及在该数量的测量周期内改变施加到至少一个非感测线的电压，其中至少一个非感测线处的电压变化与感测线处的电压变化不同。
本公开的实施方案整体涉及电容触摸电路。电容触摸电路可以包括电极电路、驱动屏蔽电路和自电容感测电路。驱动屏蔽电路被配置为在两个参考电压轨之间驱动电极电路的一个或多个无源电极以便在有源感测电极处引起互电容效应。自电容感测电路可操作地耦接到有源感测电极并且被配置为提供一个或多个可测量信号，该一个或多个可测量信号指示所引起的互电容效应。
本公开的实施方案整体涉及一种对触摸传感器执行电容感测的方法。该方法包括：在第一测量周期的预定数量的测量阶段期间，在第一无源感测线和第一无源驱动线处驱动第一电压轨；在第一测量周期期间测量有源感测线；在后续测量周期之前，在第一无源感测线和第一无源驱动线处将第一电压变化驱动到第二电压轨；以及在第二电压轨被驱动时以及在第一测量周期的最后测量阶段期间测量有源感测线。
本公开的实施方案整体涉及微控制器封装。微控制器封装包括多个可编程输入/输出(I/O)引脚、感测电路和触摸控制器。感测电路被配置为提供一个或多个可测量信号，该一个或多个可测量信号指示在多个可编程I/O引脚中的一个或多个处的电压变化。触摸控制器被配置为在一定数量的测量周期期间通过以下方式提供驱动屏蔽电压：在第一测量周期期间，将与无源驱动电极和无源感测电极相关联的一个或多个可编程I/O引脚保持到第一电压轨；以及在最后测量周期期间，将与无源驱动电极和无源感测电极相关联的该一个或多个可编程I/O引脚驱动到第二电压轨。
附图说明
通过结合以下附图的详细描述，本公开的各种实施方案的目的和优点对于本领域的普通技术人员将是显而易见的：
图1A示出了常规驱动屏蔽和对应电路的图。
图1B示出了特征在于常规驱动屏蔽(诸如图1A的驱动屏蔽)的被连续跟踪电压的驱动屏蔽。
图2示出了根据本公开的实施方案的测量采集周期。
图3示出了根据本公开的实施方案的驱动屏蔽实施方式和对应电路的图。
图4A和图4B示出了根据本公开的实施方案的驱动屏蔽实施方式和对应电路的图。
图5示出了根据本公开的实施方案的被配置为实现轨到轨驱动屏蔽的外围触摸控制器。
图6示出了根据本公开的实施方案的在测量采集周期期间的驱动屏蔽序列。
图7示出了根据本公开的实施方案的至少部分地在微控制器的输入/输出处实现以便消除互电容效应的轨到轨脉冲式驱动屏蔽序列的流程图。
图8A和图8B示出了根据本公开的实施方案的实现驱动屏蔽的互电容抑制系统的结果。
具体实施方式
本文所呈现的图示不旨在为制造半导体器件的方法中的任何具体动作、这种方法的中间产物、半导体器件或其部件的实际视图，而仅仅是用于描述本公开的例示性实施方案的理想化表示。因此，附图未必按比例绘制。
本文所述的信息和信号可使用各种不同技术和技艺中的任何一种来表示。例如，可在整个本说明书中参考的数据、指令、命令、信息、信号、位、符号和芯片可由电压、电流、电磁波、磁场或粒子、光场或粒子或者它们的任何组合来表示。为了清晰地呈现和描述，一些附图可以将信号示出为单个信号。本领域普通技术人员应当理解，信号可表示信号的总线，其中该总线可具有各种比特宽度，并且本公开可在任何数量的包括单个数据信号的数据信号上实现。
应当理解，本文中使用名称诸如“第一”、“第二”等对元件的任何提及不限制这些元件的数量或顺序，除非明确说明这种限制。相反，这些名称在本文中用作区分两个或更多个元件或者一个元件的两个或更多个实例的便利方法。因此，对第一元件和第二元件的提及并不意味着只能使用两个元件，或者第一元件必须以某种方式在第二元件之前。而且，除非另有说明，否则一组元件可包括一个或多个元件。同样地，有时以单数形式提及的元件也可包括元件的一个或多个实例。
以下描述可包括示例以帮助本领域的普通技术人员实践本发明所公开的实施方案。使用术语“示例性的”、“通过示例”和“例如”是指相关描述是说明性的，虽然本公开的范围旨在涵盖示例和法律等同形式，但使用此类术语并不旨在将实施方案或本公开的范围限制于指定的部件、步骤、特征或功能等。
如出于本公开中描述的实施方案的目的所理解的，接触传感器可响应于对象(诸如手指或触笔)与接触传感器的接触敏感区接触或对象接近接触传感器的接触敏感区。在本公开中，“接触”和“触摸”可意指对象与接触敏感区的物理接触以及对象存在于接触敏感区的接近度内而没有物理接触。
本文所描述的一些实施方案通常涉及用于消除电容性触摸界面中的不希望的电容效应的技术。具体地，本文描述的一些实施方案涉及消除驱动和感测电极电路中的不希望的互电容效应。因此，对于自电容感测配置，自电容测量可以与互电容效应隔离。在一些实施方案中，电容感测的唯一形式可以是自电容感测。在其他实施方案中，自电容感测可以是互电容感测之外的，例如，以确认指示触摸事件的互电容测量。
本文所描述的一些实施方案通常涉及实现用于消除不希望的电容效应以进行水分抑制的技术的触摸屏。水分可能在触摸屏的接触敏感表面上引入不必要的电容效应。因此，一些实施方案提供了水分抑制的形式，尽管任何形式的不希望的互电容可以被认为是“抑制的”。
本文描述的一些实施方案通常涉及触摸控制器，该触摸控制器实现了消除固件和一个或多个通用输入/输出(GPIO)引脚以及所供应的Vdd和Vss中的不希望的电容效应的技术。例如，GPIO引脚可以可操作地耦接到触摸传感器的驱动线和感测线，并且执行本文描述的一种或多种驱动屏蔽技术。在可操作地耦接到触摸传感器的感测线和触摸控制器的输入引脚的触摸捕获电路处接收的感测信号中消除了所有或技术上相关的不希望的电容效应。
当对象接触电容接触传感器时，传感器内的接触位置处或其附近可发生电容变化。例如，模拟接触感测电路可以在接触满足某个阈值的情况下“检测”接触。“充电后转移”是一些接触感测电路中实现的检测传感器处的电容变化的技术，在该技术中，对感测电容器充电并且在多个电荷转移周期内将电荷转移到积分电容器。可以由模数转换器(ADC)将与这种电荷转移相关联的电荷量转换为数字信号，并且控制器可以测量那些数字信号以确定对象是否接触了传感器以及有关接触的信息(例如，位置)。
自电容传感器是检测/响应对地电容变化的电容场传感器。在1998年3月24日发布的标题为“Time Domain Capacitive Field Detector”(时域电容场检测器)的美国专利No.5,730,165中描述了自电容传感器的示例，该自电容传感器包括采用重复充电后转移循环的电路，该电路使用具有浮动端子的通用集成CMOS推挽驱动器电路，该公开的全部内容和公开内容由此以引用方式并入本文。
互电容传感器是检测驱动电极和感测电极这两个电极之间的电容变化的电容电场传感器。互电容感测的原理在2002年9月17日公布的名称为“Capacitive Sensor andArray”(电容传感器和阵列)的美国专利No.6,452,514中有所描述，该美国专利的全部内容和公开内容由此以引用方式并入本文。
触摸屏传感器是以二维(2D)布置方式覆盖在显示屏幕上的用于用户交互的一种接触传感器。结合触摸传感器的显示屏幕通常称为“触摸屏”或“触摸面板”，并且它们可分组成与触摸传感器相同的类型：电阻类型、表面声波类型和电容类型。在美国专利No.5,730,165中以一维和二维描述的电荷转移技术的使用在2002年10月15日公布的名称为“Charge Transfer Capacitive Position Sensor”(电荷转移电容位置传感器)的美国专利No.6,288,707中有所描述，该美国专利的全部内容和公开内容由此以引用方式并入本文。对触摸屏采用电荷转移技术的互电容传感器的矩阵传感器方法在1997年7月15日公布的名称为“Object Position Detector”(对象位置检测器)的美国专利No.5,648,642中有所描述，该美国专利的全部内容和公开内容由此以引用方式并入本文。
美国专利No.5,648,642和美国专利No.6,452,514整体描述了在衬底一侧上成行延伸的驱动电极以及在衬底另一侧上成列延伸的感测电极，以便限定N×M个节点的“矩阵”阵列。每个节点对应于驱动电极的导电线与感测电极的导电线之间的交点。驱动电极同时驱动给定行中的所有节点，并且感测电极感测给定列中的所有节点。在节点位置处的驱动电极和感测电极的电容耦接(互电容)，或者感测电极与接地的耦接(自电容)可以被单独测量或者两者都被测量以指示触摸事件的变化。例如，如果向行2的驱动电极施加驱动信号且列3的感测电极是有源的，则节点位置是：(行2，列3)。可顺序通过驱动和感测电极的不同组合来扫描节点。在一种模式中，驱动电极可被顺序地驱动，而感测电极全都被连续地监测。在另一种模式中，每个感测电极可以被顺序地采样。
例如，微控制器和数字逻辑可以被实现为控制驱动电极并且分析和测量对接触传感器的电极电路的电容效应。包括微控制器的集成电路(IC)封装可以提供输入和输出引脚以与主机进行通信；以及提供固件以执行本文所述技术和操作。在本文描述的各种实施方案中，微控制器可以包括例如外围微控制器、基于ARM的微控制器以及AVR-8和32位微控制器。
举例来说，触摸传感器的感测电极可以通过触摸控制器的设备I/O引脚可操作地耦接到触摸感测电路(例如，电荷积分器)。触摸控制器的数字控制器可以通过ADC/DAC引脚耦接到触摸感测电路。数字控制器的状态机可以被配置为识别触摸和有关触摸的信息。
图1A和图1B示出了电容触摸系统，该电容触摸系统实现了本公开的发明人所知的常规驱动屏蔽的示例。图1A示出了具有感测通道104和驱动通道106的接触传感器的接触敏感表面102。感测通道104耦接到接口108，该接口可以耦接到驱动屏蔽电路110和测量电路112。类似地，驱动通道106耦接到接口108，该接口可以将驱动通道106耦接到驱动屏蔽电路110和测量电路112。在自电容测量扫描期间，核心114中的控制器116可操作地将引脚或引脚组(例如，通过多路复用器“MUX”)耦接到测量电路112以用于自电容测量，并且将感测通道104和驱动通道106的其余通道的引脚可操作地耦接到驱动屏蔽电路110。如果执行总测量，则控制器116将下一个被测量的通道可操作地耦接到测量电路，同时将上一个被测量的传感器通道可操作地耦接到驱动屏蔽电路110。驱动屏蔽电路110跟踪在被测量的感测通道上的电压，并且向其他感测通道(即，连续地供应被跟踪电压)提供基本相等的电压Vds(即，驱动屏蔽)。
如本文所使用，术语“驱动屏蔽”是指被提供给接触传感器的感测电极和驱动电极的信号(例如，电压)。
值得注意的是，在本公开的发明人已知的常规驱动屏蔽实施方式中，在预充电阶段结束和测量阶段之间的时间内，将感测节点处的相同增量电压施加到驱动屏蔽。常规驱动屏蔽电路(诸如图1A所示的驱动屏蔽电路110)要求针对除电源轨以外的模拟电压的驱动能力。
如图1B所示，在测量电路112处测量感测电极S1(即，感测电极S1处的电容变化)。感测电极S2是无源的，但在感测电极S1和S2之间存在互电容CM。尽管未示出，但在感测电极S1与电极电路的其他驱动电极和感测电极之间可以存在互电容。也在缓冲器跟踪的驱动屏蔽电路110处接收在感测和测量电路112的输入处的感测电极S1的电压VS。在测量周期期间，驱动屏蔽电路110将其他电极处的电压驱动至基本上等于VS的Vds。该驱动屏蔽Vds有效地抵消了感测和测量电路112处的CM效应。
图1B示出了用于图1A的常规驱动屏蔽Vds的本公开的发明人已知的驱动屏蔽序列。Vs的波形120具有0/gnd和Vdd的预充电电平。Vds的波形130跟踪Vs的波形120，从而具有基本相同的峰间电压。
在本公开的发明人已知的另一种常规驱动屏蔽技术中，驱动屏蔽未被驱动以连续跟踪Vs，但在对其预充电之后，它仍必须在测量之前稳定到与感测节点相同的电压增量。因此，它仍然需要具有驱动与gnd或Vdd不同的模拟电压的能力的模拟缓冲器。如参考图1A和图1B描述的常规驱动屏蔽一样，在每个测量阶段中，感测节点的电压增量必须基本上等于驱动屏蔽。
本公开的发明人现在理解，不需要在测量采集周期的每一个阶段中消除互电容。更具体地，如果将完整测量获取周期构建为包括至少两个测量，则可以在一个阶段中测量互电容并且然后可以在第二阶段中测量互电容的相反值。当两个测量值相减(或取决于布置求和)时，测量值的互电容部分会相互抵消。换句话说，可以在阶段之一中驱动该驱动屏蔽，使得最终结果中互电容的累积效应等于零。
作为非限制性示例，在完整测量采集周期由两个阶段组成(两个阶段可以或可以不基本对称)的情况下，两个测量值围绕对称点(例如，Vdd/2)反转。从正传感器电容器预充电中取得电荷测量，并且然后从负传感器电容器预充电中取得电荷测量。结合本公开的各种实施方案，这些分别被称为“P测量阶段”和“N测量阶段”。由于这两个测量值具有相反的符号，因此通过使来自P和N测量阶段的结果相减来实现总体结果。
尽管在模拟域中描述了一些实施方案，但所描述的技术和本公开不限于此，并且可以在数字域中执行，例如通过逻辑门、状态机、由微处理器执行的固件及其组合。
图2、图3、图3B、图3C和图4示出了驱动屏蔽序列和相关实施方式的实施方案，与上面描述的常规驱动屏蔽和驱动屏蔽电路相比，该驱动屏蔽序列和相关实施方式至少具有本公开的发明人已知的若干优点。在各种实施方案中，驱动屏蔽将未测量的感测和驱动电极基本上驱动到两个电压电平Vdd和0。由于仅使用两个电压电平来驱动电极电路，因此与图1A所示的确实包括缓冲器的常规驱动屏蔽不同，驱动屏蔽电路不包括用于跟踪传感器电压和驱动屏蔽的缓冲器。就功率、面积和定时而言，消除缓冲器可以是显著的成本节约。
图2示出了根据本公开的实施方案的测量采集周期200。总测量采集周期200具有六个阶段，即针对具有正预充电的测量的三个阶段(P测量阶段210)，以及针对具有负预充电的基本对称相反测量的三个阶段(N测量阶段220)。第一阶段是传感器的预充电阶段212。第二阶段是电荷平衡阶段214，其中CC上的所得电压202和CS上的所得电压204应当等于电源电压的一半，即1/2Vdd。触摸或改变CS的任何其他操作都会导致从1/2Vdd的失衡，并且可以测量该偏差。第三阶段是积分和测量阶段216，其中将测量在积分器中累积的任何偏差。结果表示CS电荷和CC电荷的差异，其被转换为跨积分电容器(未显示)的电压。
值得注意的是，如图2所示，驱动屏蔽206通过Vdd与0之间的轨到轨脉冲来驱动。如本文所用，“脉冲”是指所施加的电压(例如，Vdd或-Vdd)的变化(即，增量)。在P测量阶段210的所有三个阶段期间，包括在M1处的测量，驱动屏蔽206保持高电平(Vdd)。刚好在测量周期中的M2之前的一点处，完整互电容影响已累积在测量中。在N测量阶段220的最后阶段期间，刚好在M2处进行测量之前，驱动屏蔽206被下拉。在下一个测量采集周期的后面预充电阶段，驱动屏蔽206再次被驱动为高电平。将P结果和N结果合并后的总测量电荷转移仅表示自电容。值得注意的是，在一个实施方案中，在(例如，预充电阶段的)上升沿或下降沿期间进行测量M1和M2。
净效应描述如下。
忽略来自Cc电容器平衡的恒定电荷项并且也忽略最终的电荷到电压的转换，可以编写总电荷的等式，如下面的等式1-3所示，其中“Q”表示电荷，这些等式在描述互电容效应如何首先累积然后消除的方面等效于实际实施方式(应注意，如果将感测电极主动驱动到Vdd/2，则电压增量对驱动屏蔽的影响可能与感测节点上的电压增量具有相反的符号)：
QP＝1/2*Vdd*(Cs+Cm) (等式1)
QN＝-1/2*Vdd*(Cs+Cm)+Vdd*Cm (等式2)
Qtot＝QP-QN＝1/2*Vdd*(Cs+Cm)-(-1/2*Vdd*(Cs+Cm)+Vdd*Cm)＝Vdd*Cs (等式3)
值得注意的是，互电容效应的中间累积允许后续的抵消/减法。回到图2，刚好在M2之前，累积的互脉冲已达到Vdd，因此在进行测量M2之前，在驱动屏蔽206上施加-Vdd变化(从Vdd到0的拉动)以抵消互电容效应。本领域的普通技术人员将理解，只要已知要累积Vdd的阶段的数量并且还进行抵消测量，就可以实现本文所述技术的许多变化。只要在某个数量的测量之后累积的电压增量等于Vdd，则下一次测量仅需要在该数量的测量结束后抵消互电容效应。
因此，在一些实施方案中，CS处的电压变化可以稳定在Vdd/3、Vdd/4等，并且只要测量采集周期累积完整互电容效应，它就可以被抵消。因此，对于Vdd/3，至少有三个测量周期来累积完整Vdd，并且对于Vdd/4，至少有四个测量周期来累积完整Vdd等。
本领域普通技术人员将理解，符号(正或负)仅是影响电压方向和驱动屏蔽脉冲的符号的设计选择。例如，驱动屏蔽可开始变低，刚好在M1后的第一P积分期间被拉高，一直保持高电平直到通过M2的N阶段结束，并且然后在预充电时再次被拉低以用于下一个测量采集周期。
图3、图4和图5示出了根据本公开的实施方案的实现驱动屏蔽的电容触摸系统。
图3示出了根据本公开的实施方案的被配置为实现驱动屏蔽的电容触摸电路300。电容触摸电路300包括可操作地耦接到触摸感测和测量电路320的电极电路302(即触摸传感器)。在电极电路302中，感测电极308可操作地耦接到触摸感测和测量电路320，并且可以被测量。感测电极310是无源的，但在感测电极308和310之间存在互电容Cm。尽管未示出，但可以在感测电极308与电极电路302的其他驱动电极和感测电极之间(以及所有其他无源电极之中)存在互电容。将驱动屏蔽340(Vds 340)实现为GND或Vdd的电压驱动器，并且驱动屏蔽电路330具有两个开关，该两个开关被配置为控制施加到无源感测电极和无源驱动电极的轨到轨电压。当开关332闭合并且开关334打开时，驱动屏蔽Vds 340被拉到接地。当开关332打开并且开关334闭合时，驱动屏蔽Vds 340保持在Vdd。在一个实施方案中，开关332和334可以是晶体管或二极管。本领域普通技术人员将理解，存在用于与本公开的实施方案一致地实现驱动屏蔽电路330的其他方式。
图4A和图4B示出根据本公开的实施方案的系统，其中通用I/O(GPIO)驱动器用于驱动IC中的引脚以实现驱动屏蔽，包括轨到轨驱动屏蔽。图4A示出了具有感测通道404和驱动通道406的触摸传感器402，其可以是例如在触摸屏中的接触敏感表面的部分。感测通道404可操作地耦接到具有感测和测量电路430的IC的引脚422a至422d。驱动通道406可操作地联接到引脚422e至422h。IC可以包括接口(I/O)424，其被配置为例如通过MUX将感测和测量电路430可操作地耦接到引脚422a至422h。
在一个实施方案中，触摸感测和测量电路430是微控制器，并且传感器和测量核心434是触摸控制器，是执行固件的处理器。控制器装载有固件，该固件使其能够执行根据本公开的实施方案的轨到轨驱动屏蔽逻辑。
在一个实施方案中，一个或多个引脚422(例如，在与触摸传感器402的集成期间或在设置操作期间)被分配给触摸传感器402的感测电极和驱动电极。作为非限制性示例，4×4矩阵可以使用设备上的8个引脚422(在图4中显示为引脚422a至422h)，其物理连接到触摸传感器402上的8个节点(即4×4矩阵的每个方向上有4条线)。控制器可以被配置为将引脚422可操作地耦接到触摸传感器402和驱动屏蔽Vds。控制器可以被配置为使用IC的通用I/O驱动器以将每个引脚驱动到gnd或Vdd，并且实现驱动屏蔽。在一个实施方案中，GPIO引脚可以被驱动为逻辑“1”或“0”(例如，Vdd或gnd)。
图4B示出了根据本公开实施方案的对感测通道408执行自电容感测之后的后续测量。在此，控制器可操作地将用于感测通道410的引脚422b耦接到感测和测量电路430，并且408可操作地耦接至驱动屏蔽。
在一个实施方案中，微控制器是嵌入在另一个微控制器上的外围控制器。嵌入式外围控制器可以包括测量逻辑，或者，如果它具有其自身的状态机，则可以通过通用I/O驱动器或通过其自身的自定义驱动器来可操作地耦接至数字控制总线，并进行编程以控制测量单元的输出引脚。
图5示出了根据本公开的实施方案的具有嵌入微控制器520的外围触摸控制器530的触摸系统500的实施方案。
触摸传感器510的感测通道512通过输入连接器522可操作地耦接到感测电路524。感测通道512和驱动通道514通过输出连接器528可操作地耦接到触摸控制器530。在一个实施方案中，输入连接器522和输出连接器528可以是微控制器520的通用输入/输出引脚，触摸控制器530被配置为例如使用微控制器520的通用I/O驱动器来控制这些通用输入/输出引脚，以将输出连接器528连接至轨到轨电压(例如，0和Vdd)。在一个实施方案中，感测电路524可以是或包括电荷积分器电路。ADC 526被配置为响应于感测电路524的输出而提供数字信号，这些数字信号可以被触摸控制器530的感测和测量逻辑532用来测量和确定是否发生触摸。外围触摸控制器530可以包括感测和测量逻辑532和驱动屏蔽逻辑534，其可以被实现为例如数字逻辑门、可配置状态机或微处理器执行的固件。感测和测量逻辑532还可被配置为通过输出连接器528驱动该驱动通道514以执行感测操作。驱动屏蔽逻辑534可以被配置为执行本文描述的轨到轨驱动屏蔽逻辑，并且在感测和测量逻辑532的感测操作期间将驱动屏蔽Vds提供给驱动通道514的无源通道和感测通道512的无源通道。取决于驱动屏蔽逻辑534的具体实施方式，感测和测量逻辑532可以被配置为根据本公开的实施方案在不希望的互电容效应已经被消除之后(例如，在消除测量之后)执行触摸确定。
图6示出了根据本公开的实施方案的驱动屏蔽序列的实施方案。Vds和Vs的波形602和604分别在0和Vdd之间振荡。值得注意的是，Vds的波形602是在每个测量周期中不等于Vs的电压增量的轨到轨波形。
图7示出了根据本公开的实施方案的至少部分地在微控制器的输入/输出处实现以便消除互电容效应的轨到轨脉冲式驱动屏蔽序列的流程图。在操作702中，选择一个或多个输出以施加驱动屏蔽。在一个实施方案中，输出可以是通过使用其通用驱动器来控制的可编程输入/输出引脚。在操作704中，将驱动屏蔽保持在选定的一个或多个输出处的第一预定电压轨。在一个实施方案中，第一电压轨和第二电压轨对应于轨到轨电压(例如，Vdd或0)。在操作706中，在一定数量的测量中累积自电容和互电容效应。在一个实施方案中，测量的数量是预定的。在另一个实施方案中，测量的数量基于轨到轨电压的第一电压轨和第二电压轨之间的范围。在操作708中，刚好在该数量的测量的最终测量(即，抵消测量)消除互电容效应之前，将驱动屏蔽驱动到第二(即，相反)电压轨(即，Vdd到0或0到Vdd)。在操作710中，然后将驱动屏蔽驱动回到第一电压轨。在一个实施方案中，在微控制器的固件中实现驱动屏蔽输出的序列和定时。
图8A和图8B示出了根据本公开的实施方案的实现驱动屏蔽的互电容抑制系统的本公开的发明人已知的结果。图8A和图8B分别示出了测试1和测试2的关于到接地的驱动屏蔽(802)、到缓冲器的驱动屏蔽(804)、到焊盘的驱动屏蔽(806)的测量值。到缓冲器的驱动屏蔽是常规驱动屏蔽。到焊盘的驱动屏蔽是根据本公开的实施方案的驱动屏蔽的实施方式。y轴是与在将不希望的互电容引入系统之前进行的参考测量的偏差。参考测量是绿色条。在该示例中，在进行参考测量之后，将水滴引入接触敏感表面。黄色条是在引入水后的测量。对于保持到接地的屏蔽，系统将水滴视为信号，因为系统无法区分水滴和手指触摸。对于保持到缓冲器的屏蔽以及保持到焊盘的屏蔽，系统不会将水滴视为信号，并且只会在系统中记录少量噪声。
实现本文描述的驱动屏蔽的各种实施方案的电容触摸感测系统不需要包括模拟缓冲器以跟踪传感器电压并驱动屏蔽。模拟缓冲器通常需要增加设备的面积和功耗预算。消除模拟缓冲器节省了空间、电力和复杂性。
本公开中的许多功能描述可被示出、描述或标记为编程代码(包括固件)的模块、线程、步骤或其他分类，以便更具体地强调它们的实施独立性。模块可至少部分地以一种或另一种形式在硬件中实现。例如，模块可实现为硬件电路，该硬件电路包括定制的VLSI电路或门阵列、现有半导体诸如逻辑芯片、晶体管或其他分立部件。模块也可在可编程硬件设备诸如现场可编程门阵列、可编程阵列逻辑、可编程逻辑设备等中实现。
模块也可使用存储在物理存储设备(例如，计算机可读存储介质)上、存储器中或其组合以由各种类型的处理器执行的软件或固件来实现。
可执行代码的所识别模块可例如包括计算机指令的一个或多个物理块或逻辑块，这些物理块或逻辑块可例如被组织为线程、对象、过程或功能。然而，所识别模块的可执行文件不需要物理上位于一起，而是可包括存储在不同位置的不同指令，这些指令在被逻辑地结合在一起时包括模块并实现模块的所述目的。
实际上，可执行代码的模块可以是单个指令或许多指令，并且甚至可分布在若干不同的代码段上、不同程序之间以及若干存储装置或存储器设备上。类似地，操作数据在本文中可在模块内被识别和示出，并且能够以任何合适的形式实施并在任何合适类型的数据结构内被组织。操作数据可作为单个数据集收集，或者可分布在不同位置上，包括分布在不同存储设备上，并且可至少部分地仅作为系统或网络上的电子信号存在。在模块或模块的部分在软件中实现的情况下，软件部分存储在一个或多个物理设备上，这些物理设备在本文中被称为计算机可读介质。
在一些实施方案中，软件部分以非暂态状态存储，使得软件部分或其表示在同一物理位置持续一段时间。另外，在一些实施方案中，软件部分存储在一个或多个非暂态存储设备上，这些非暂态存储设备包括能够存储非暂态状态和/或表示软件部分的信号的硬件元件，尽管非暂态存储设备的其他部分可能能够改变和/或传输信号。非暂态存储设备的示例是闪速存储器和随机存取存储器(RAM)。非暂态存储设备的另一个示例包括只读存储器(ROM)，该只读存储器可将表示软件部分的信号和/或状态存储一段时间。然而，存储信号和/或状态的能力不会因传输与所存储的信号和/或状态相同或表示所存储的信号和/或状态的信号的其他功能而减弱。例如，处理器可访问ROM以获得表示所存储的信号和/或状态的信号，以便执行对应的软件指令。
虽然本文结合某些图示实施方案描述了本发明，但本领域的普通技术人员将认识到并理解本发明不受此限制。相反，在不脱离下文所要求保护的本发明的范围及其法律等同形式的情况下，可对图示实施方案和所述实施方案进行许多添加、删除和修改。此外，来自一个实施方案的特性可与另一个实施方案的特性组合，同时仍被包括在发明人所设想的本发明的范围内。
本公开的附加非限制性实施方案包括：
实施方案1。一种电容触摸电路，所述电路包括：接口电路；和驱动屏蔽电路，所述驱动屏蔽电路可操作地耦接到所述接口电路，并且被配置为将屏蔽电压从一定数量的测量周期期间的第一电压轨改变为所述数量的测量周期之后的第二电压轨。
实施方案2。根据实施方案1所述的电路，其中所述驱动屏蔽被配置为在第二数量的测量周期开始时将所述屏蔽电压从所述第二电压轨改变为所述第一电压轨。
实施方案3。根据实施方案1至2中任一项所述的电路，其中所述驱动屏蔽电路被配置为根据预充电周期的上升沿或下降沿改变所述屏蔽电压。
实施方案4。根据实施方案1至3中任一项所述的电路，还包括感测电路，所述感测电路被配置为响应于感测电极的电容变化而提供电压。
实施方案5。根据实施方案1至4中任一项所述的电路，其中所述数量的测量周期包括第一测量周期、最后测量周期、以及在所述第一测量周期和所述最后测量周期之间的至少一个中间测量周期。
实施方案6。根据实施方案1至5中任一项所述的电路，其中从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的传感器电压变化不同于从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的屏蔽电压变化。
实施方案7。根据实施方案1至6中任一项所述的电路，其中从所述第一测量周期到所述最后测量周期的总传感器电压变化等于从所述第一测量周期到所述最后测量周期的所述屏蔽电压变化，其中所述总传感器电压变化是从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的第一传感器电压变化以及从所述至少一个中间测量周期到所述最后测量周期的第二传感器电压变化的总和。
实施方案8。一种提供驱动屏蔽的方法，所述方法包括：在一定数量的测量周期内在感测线上进行一定数量的测量，所述测量响应于所述感测线处的电压变化；以及在所述数量的测量周期内改变施加到至少一个非感测线的电压，其中所述至少一个非感测线处的电压变化与所述感测线处的所述电压变化不同。
实施方案9。根据权利要求8所述的方法，其中在测量阶段期间，所述至少一个非感测线处的所述电压变化与所述感测线处的所述电压变化是不同的。
实施方案10。根据实施方案8至9中任一项所述的方法，其中改变所述电压包括在确立的第一电压轨之后确立第二电压轨。
实施方案11。根据实施方案8至10中任一项所述的方法，其中所述第一电压轨和所述第二电压轨中的至少一个等于接地，并且所述第一电压轨和所述第二电压轨中的至少一个等于电源电压。
实施方案12。根据实施方案8至11中任一项所述的方法，其中所述数量的测量周期包括第一测量周期、最后测量周期、以及在所述第一测量周期和所述最后测量周期之间的至少一个中间测量周期。
实施方案13。根据实施方案8至12中任一项所述的方法，其中从所述第一测量周期到所述最后测量周期的所述感测线处的总电压变化等于从所述第一测量周期到所述最后测量周期的所述至少一个非感测线处的电压变化，其中所述感测线处的所述总电压变化是从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的所述感测线处的第一电压变化以及从所述至少一个中间测量周期到所述最后测量周期的所述感测线处的第二电压变化的总和。
实施方案14。一种电容触摸电路，所述电路包括：电极电路；驱动屏蔽电路，所述驱动屏蔽电路被配置为在两个参考电压轨之间驱动所述电极电路的一个或多个无源电极，由此在有源感测电极处引起互电容效应；和自电容感测电路，所述自电容感测电路可操作地耦接到所述有源感测电极并且被配置为提供一个或多个可测量信号，所述一个或多个可测量信号指示所引起的互电容效应。
实施方案15。根据实施方案14所述的电路，还包括测量电路，所述测量电路可操作地耦接到所述电极电路并且被配置为驱动有源驱动电极，由此在所述有源感测电极处引起自电容效应。
实施方案16。根据实施方案14至15中任一项所述的电路，其中所述测量电路被配置为驱动所述有源驱动电极，而所述驱动屏蔽电路驱动所述一个或多个无源电极。
实施方案17。根据实施方案14至16中任一项所述的电路，其中所述驱动屏蔽电路被配置为输出轨到轨脉冲，并且其中所述测量电路被配置为：生成测量值，所述测量值部分地包括所述轨到轨脉冲的互电容效应；以及组合所述测量值以生成不包括所述互电容效应的最终测量值。
实施方案18。一种执行电容感测的方法，所述方法包括：在第一测量周期的预定数量的测量阶段期间，在第一无源感测线和第一无源驱动线处驱动第一电压轨；在第一测量周期期间测量有源感测线；在后续测量周期之前，在第一无源感测线和第一无源驱动线处将第一电压变化驱动到第二电压轨；以及在第二电压轨被驱动时以及在第一测量周期的最后测量阶段期间测量有源感测线。
实施方案19。一种微控制器封装，包括根据实施方案1至7中任一项的电容触摸电路。
实施方案20。一种嵌入式微控制器封装，包括根据实施方案1至7中任一项的电容触摸电路。
实施方案21。一种微控制器封装，包括：多个可编程输入/输出(I/O)引脚；感测电路，所述感测电路被配置为提供一个或多个可测量信号，所述一个或多个可测量信号指示在所述多个可编程I/O引脚中的一个或多个处的电压变化；和触摸控制器，所述触摸控制器被配置为在一定数量的测量周期期间通过以下方式提供驱动屏蔽电压：在第一测量周期期间，将与无源驱动电极和无源感测电极相关联的一个或多个可编程I/O引脚保持到第一电压轨；以及在最后测量周期期间，将与无源驱动电极和无源感测电极相关联的所述一个或多个可编程I/O引脚驱动到第二电压轨。
实施方案22。根据实施方案21所述的微控制器封装，其中所述触摸控制器是嵌入式微控制器。
实施方案23。根据实施方案21至22中任一项所述的微控制器封装，其中所述第一电压轨等于接地并且所述第二电压轨等于电源电压。
实施方案24。根据实施方案21至23中任一项所述的微控制器封装，还包括数字控制总线，并且其中所述触摸控制器可操作地耦接到所述数字控制总线。
实施方案25。根据实施方案21至24中任一项所述的微控制器封装，还包括可操作地耦接到所述数字控制总线的通用输入/输出驱动器。
实施方案26。根据实施方案21至25中任一项所述的微控制器封装，其中所述通用I/O驱动器可响应于由所述触摸控制器提供给所述数字控制总线的一个或多个数字控制信号而进行配置。
实施方案27。根据实施方案21至26中任一项所述的微控制器封装，其中所述触摸控制器包括被配置为控制所述多个可编程输入/输出(I/O)引脚中的一个或多个的一个或多个自定义输入/输出(I/O)驱动器。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种电容触摸电路，所述电路包括：
接口电路；和
驱动屏蔽电路，所述驱动屏蔽电路能够操作地耦接到所述接口电路，并且被配置为将屏蔽电压从一定数量的测量周期期间的第一电压轨改变为所述数量的测量周期之后的第二电压轨。
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述驱动屏蔽电路被配置为针对所述第一轨电压和所述第二轨电压使用相反的电源电压轨电平来改变非感测电极处的所述屏蔽电压。
3.根据权利要求2所述的电路，其中选择所述第一轨电压和所述第二轨电压以引起在累积时彼此抵消的至少一些互电容测量。
4.根据权利要求1所述的电路，其中所述驱动屏蔽被配置为在第二数量的测量周期开始时将所述屏蔽电压从所述第二电压轨改变为所述第一电压轨。
5.根据权利要求1所述的电路，其中所述驱动屏蔽电路被配置为根据预充电周期的上升沿或下降沿改变所述屏蔽电压。
6.根据权利要求1所述的电路，还包括感测电路，所述感测电路被配置为响应于感测电极的电容变化而提供电压。
7.根据权利要求1所述的电路，其中所述数量的测量周期包括第一测量周期、最后测量周期以及在所述第一测量周期和所述最后测量周期之间的至少一个中间测量周期。
8.根据权利要求7所述的电路，其中从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的传感器电压变化不同于从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的屏蔽电压变化。
9.根据权利要求7所述的电路，其中从所述第一测量周期到所述最后测量周期的总传感器电压变化等于从所述第一测量周期到所述最后测量周期的所述屏蔽电压变化，其中所述总传感器电压变化是从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的第一传感器电压变化以及从所述至少一个中间测量周期到所述最后测量周期的第二传感器电压变化的总和。
10.一种提供驱动屏蔽的方法，所述方法包括：
在一定数量的测量周期内在感测线上进行一定数量的测量，所述测量响应于所述感测线处的电压变化；以及
在所述数量的测量周期内改变施加到至少一个非感测线的电压，其中所述至少一个非感测线处的电压变化与所述感测线处的所述电压变化不同。
11.根据权利要求10所述的方法，其中在所述数量的测量周期内改变施加到所述至少一个非感测线的电压包括：
在所述数量的测量周期内使用相反电源电压轨电平来改变施加到所述至少一个非感测线的电压。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括累积互电容测量，其中所述互电容测量中的至少一些彼此抵消。
13.根据权利要求10所述的方法，其中在测量阶段期间，所述至少一个非感测线处的所述电压变化与所述感测线处的所述电压变化是不同的。
14.根据权利要求13所述的方法，其中改变所述电压包括在确立的第一电压轨之后确立第二电压轨。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一电压轨和所述第二电压轨中的至少一个等于接地，并且所述第一电压轨和所述第二电压轨中的至少一个等于电源电压。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述数量的测量周期包括第一测量周期、最后测量周期以及在所述第一测量周期和所述最后测量周期之间的至少一个中间测量周期。
17.根据权利要求16所述的方法，其中从所述第一测量周期到所述最后测量周期的所述感测线处的总电压变化等于从所述第一测量周期到所述最后测量周期的所述至少一个非感测线处的电压变化，其中所述感测线处的所述总电压变化是从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的所述感测线处的第一电压变化以及从所述至少一个中间测量周期到所述最后测量周期的所述感测线处的第二电压变化的总和。
18.一种电容触摸电路，所述电路包括：
电极电路；
驱动屏蔽电路，所述驱动屏蔽电路被配置为在两个参考电压轨之间驱动所述电极电路的一个或多个无源电极，以便在有源感测电极处引起互电容效应；和
自电容感测电路，所述自电容感测电路能够操作地耦接到所述有源感测电极并且被配置为提供一个或多个可测量信号，所述一个或多个可测量信号指示所引起的互电容效应。
19.根据权利要求18所述的电路，其中所述驱动屏蔽电路被配置为针对两个参考电压轨使用相反电源电压轨电平来在所述两个参考电压轨之间驱动所述电极电路的所述一个或多个无源电极。
20.根据权利要求19所述的电路，其中所述一个或多个可测量信号中的至少一些彼此抵消。
21.根据权利要求18所述的电路，还包括测量电路，所述测量电路能够操作地耦接到所述电极电路并且被配置为驱动有源驱动电极，由此在所述有源感测电极处引起自电容效应。
22.根据权利要求21所述的电路，其中所述测量电路被配置为驱动所述有源驱动电极，而所述驱动屏蔽电路驱动所述一个或多个无源电极。
23.根据权利要求18所述的电路，其中所述驱动屏蔽电路被配置为输出轨到轨脉冲，并且其中所述测量电路被配置为：
生成测量值，所述测量值部分地包括所述轨到轨脉冲的互电容效应；以及
组合所述测量值以生成不包括所述互电容效应的最终测量值。
24.一种执行电容感测的方法，所述方法包括：
在第一测量周期的预定数量的测量阶段期间，在第一无源感测线和第一无源驱动线处驱动第一电压轨；
在所述第一测量周期期间测量有源感测线；
在后续测量周期之前，在所述第一无源感测线和所述第一无源驱动线处将第一电压变化驱动到第二电压轨；以及
在所述第二电压轨被驱动时以及在所述第一测量周期的最后测量阶段期间测量所述有源感测线。
25.根据权利要求24所述的方法，还包括响应于在所述第一测量周期期间测量所述有源感测线，以及在所述第二电压轨被驱动时并且在所述第一测量周期的最后测量阶段期间测量所述有源感测线，累积互电容测量，
其中累积互电容测量包括：
累积第一互电容测量；以及
累积第二互电容测量，所述第二互电容测量抵消所述第一互电容测量。
26.根据权利要求24所述的方法，还包括组合所述预定数量的测量阶段期间的所述测量值与所述后续测量周期期间的所述测量值。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括在所述后续测量周期的开始测量阶段期间，在第二无源感测线和第二无源驱动线处将第二电压变化驱动到所述第一电压轨。
28.一种微控制器封装，包括：
多个可编程输入/输出(I/O)引脚；
感测电路，所述感测电路被配置为提供一个或多个可测量信号，所述一个或多个可测量信号指示在所述多个可编程I/O引脚中的一个或多个处的电压变化；和
触摸控制器，所述触摸控制器被配置为在一定数量的测量周期期间通过以下方式提供驱动屏蔽电压：
在第一测量周期期间，将与无源驱动线和无源感测线相关联的一个或多个可编程I/O引脚保持到第一电压轨；以及
在最后测量周期期间，将与无源驱动线和无源感测线相关联的所述一个或多个可编程I/O引脚驱动到第二电压轨。
29.根据权利要求28所述的微控制器封装，其中所述触摸控制器被进一步配置为通过针对所述第一电压轨和所述第二电压轨使用相反电源电压轨电平来在所述数量的测量周期期间提供所述驱动屏蔽电压。
30.根据权利要求29所述的微控制器封装，其中选择所述第一轨电压和所述第二轨电压以引起在累积时彼此抵消的至少一些互电容测量。
31.根据权利要求28所述的微控制器封装，其中所述触摸控制器是嵌入式微控制器。
32.根据权利要求28所述的微控制器封装，其中所述第一电压轨等于接地，并且所述第二电压轨等于电源电压。
33.根据权利要求28所述的微控制器封装，还包括数字控制总线，并且其中所述触摸控制器能够操作地耦接到所述数字控制总线。
34.根据权利要求33所述的微控制器封装，还包括能够操作地耦接到所述数字控制总线的通用输入/输出驱动器。
35.根据权利要求34所述的微控制器封装，其中所述通用I/O驱动器能够响应于由所述触摸控制器提供给所述数字控制总线的一个或多个数字控制信号而进行配置。
36.根据权利要求33所述的微控制器封装，其中所述触摸控制器包括一个或多个自定义输入/输出(I/O)驱动器，所述一个或多个自定义输入/输出(I/O)驱动器被配置为控制所述多个可编程输入/输出(I/O)引脚中的一个或多个。

Claims (27)

1.一种电容触摸电路，所述电路包括：
接口电路；和
驱动屏蔽电路，所述驱动屏蔽电路能够操作地耦接到所述接口电路，并且被配置为将屏蔽电压从一定数量的测量周期期间的第一电压轨改变为所述数量的测量周期之后的第二电压轨。
2.根据权利要求1所述的电路，其中所述驱动屏蔽被配置为在第二数量的测量周期开始时将所述屏蔽电压从所述第二电压轨改变为所述第一电压轨。
3.根据权利要求1所述的电路，其中所述驱动屏蔽电路被配置为根据预充电周期的上升沿或下降沿改变所述屏蔽电压。
4.根据权利要求1所述的电路，还包括感测电路，所述感测电路被配置为响应于感测电极的电容变化而提供电压。
5.根据权利要求1所述的电路，其中所述数量的测量周期包括第一测量周期、最后测量周期以及在所述第一测量周期和所述最后测量周期之间的至少一个中间测量周期。
6.根据权利要求5所述的电路，其中从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的传感器电压变化不同于从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的屏蔽电压变化。
7.根据权利要求5所述的电路，其中从所述第一测量周期到所述最后测量周期的总传感器电压变化等于从所述第一测量周期到所述最后测量周期的所述屏蔽电压变化，其中所述总传感器电压变化是从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的第一传感器电压变化以及从所述至少一个中间测量周期到所述最后测量周期的第二传感器电压变化的总和。
8.一种提供驱动屏蔽的方法，所述方法包括：
在一定数量的测量周期内在感测线上进行一定数量的测量，所述测量响应于所述感测线处的电压变化；以及
在所述数量的测量周期内改变施加到至少一个非感测线的电压，其中所述至少一个非感测线处的电压变化与所述感测线处的所述电压变化不同。
9.根据权利要求8所述的方法，其中在测量阶段期间，所述至少一个非感测线处的所述电压变化与所述感测线处的所述电压变化是不同的。
10.根据权利要求9所述的方法，其中改变所述电压包括在确立的第一电压轨之后确立第二电压轨。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述第一电压轨和所述第二电压轨中的至少一个等于接地，并且所述第一电压轨和所述第二电压轨中的至少一个等于电源电压。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述数量的测量周期包括第一测量周期、最后测量周期以及在所述第一测量周期和所述最后测量周期之间的至少一个中间测量周期。
13.根据权利要求12所述的方法，其中从所述第一测量周期到所述最后测量周期的所述感测线处的总电压变化等于从所述第一测量周期到所述最后测量周期的所述至少一个非感测线处的电压变化，其中所述感测线处的所述总电压变化是从所述第一测量周期到所述至少一个中间测量周期的所述感测线处的第一电压变化以及从所述至少一个中间测量周期到所述最后测量周期的所述感测线处的第二电压变化的总和。
14.一种电容触摸电路，所述电路包括：
电极电路；
驱动屏蔽电路，所述驱动屏蔽电路被配置为在两个参考电压轨之间驱动所述电极电路的一个或多个无源电极，以便在有源感测电极处引起互电容效应；和
自电容感测电路，所述自电容感测电路能够操作地耦接到所述有源感测电极并且被配置为提供一个或多个可测量信号，
所述一个或多个可测量信号指示所引起的互电容效应。
15.根据权利要求14所述的电路，还包括测量电路，所述测量电路能够操作地耦接到所述电极电路并且被配置为驱动有源驱动电极，由此在所述有源感测电极处引起自电容效应。
16.根据权利要求15所述的电路，其中所述测量电路被配置为驱动所述有源驱动电极，而所述驱动屏蔽电路驱动所述一个或多个无源电极。
17.根据权利要求14所述的电路，其中所述驱动屏蔽电路被配置为输出轨到轨脉冲，并且其中所述测量电路被配置为：
生成测量值，所述测量值部分地包括所述轨到轨脉冲的互电容效应；以及
组合所述测量值以生成不包括所述互电容效应的最终测量值。
18.一种执行电容感测的方法，所述方法包括：
在第一测量周期的预定数量的测量阶段期间，在第一无源感测
线和第一无源驱动线处驱动第一电压轨；
在所述第一测量周期期间测量有源感测线；
在后续测量周期之前，在所述第一无源感测线和所述第一无源驱动线处将第一电压变化驱动到第二电压轨；以及
在所述第二电压轨被驱动时以及在所述第一测量周期的最后测
量阶段期间测量所述有源感测线。
19.根据权利要求18所述的方法，还包括组合所述预定数量的测量阶段期间的所述测量值与所述后续测量周期期间的所述测量值。
20.根据权利要求19所述的方法，还包括在所述后续测量周期的开始测量阶段期间，在第二无源感测线和第二无源驱动线处将第二电压变化驱动到所述第一电压轨。
21.一种微控制器封装，包括：
多个可编程输入/输出(I/O)引脚；
感测电路，所述感测电路被配置为提供一个或多个可测量信号，所述一个或多个可测量信号指示在所述多个可编程I/O引
脚中的一个或多个处的电压变化；和
触摸控制器，所述触摸控制器被配置为在一定数量的测量周期
期间通过以下方式提供驱动屏蔽电压：
在第一测量周期期间，将与无源驱动线和无源感测线相关联的一个或多个可编程I/O引脚保持到第一电压轨；以及
在最后测量周期期间，将与无源驱动线和无源感测线相关联的所述一个或多个可编程I/O引脚驱动到第二电压轨。
22.根据权利要求21所述的微控制器封装，其中所述触摸控制器是嵌入式微控制器。
23.根据权利要求21所述的微控制器封装，其中所述第一电压轨等于接地，并且所述第二电压轨等于电源电压。
24.根据权利要求21所述的微控制器封装，还包括数字控制总线，并且其中所述触摸控制器能够操作地耦接到所述数字控制总线。
25.根据权利要求24所述的微控制器封装，还包括能够操作地耦接到所述数字控制总线的通用输入/输出驱动器。
26.根据权利要求25所述的微控制器封装，其中所述通用I/O驱动器能够响应于由所述触摸控制器提供给所述数字控制总线的一个或多个数字控制信号而进行配置。
27.根据权利要求24所述的微控制器封装，其中所述触摸控制器包括一个或多个自定义输入/输出(I/O)驱动器，所述一个或多个自定义输入/输出(I/O)驱动器被配置为控制所述多个可编程输入/输出(I/O)引脚中的一个或多个。
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