CN111025956B - 一种食品加工机的按键识别电路 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种食品加工机的按键识别电路，包括：主控单元；主控单元的按键信号IO口与按键的按键信号输出端相连；还包括：相互并联的第一分压电路和第二分压电路；其中，所述第一分压电路位于所述主控单元外部，所述第二分压电路位于所述主控单元内部；所述第一分压电路和所述第二分压电路的分压输出端均与所述主控单元的按键信号IO口相连。通过该实施例方案，显著降低因按键进水而导致按键误触发的概率，保障用户安全。
Description
技术领域
本发明实施例涉及烹饪设备控制技术，尤指一种食品加工机的按键识别电路。
背景技术
目前的食品加工机，如豆浆机，往往是高温、高湿的工作环境，食品加工机线路板上的机械开关长期在此环境中工作及易进水。
传统的机械开关信号采样方法为：将按键(KEY)引脚(PNKEY)设置为数字输入模式，使能主控单元MCU内部上拉电阻R0或下拉电阻R0，当按键按下时，MCU会检测到电平跳变，从而识别出按键按下或弹起，如图1、图2所示。
机械开关进水会使开关开路电路变小，进水严重时就会使开关导通，从而导致MCU误识别按键状态。如果此机械开关用于启动取消等功能，则会导致按键不响应，机器无法使用。如果有长按等处理则会误触发长按操作；如果用于开盖检测等功能，则MCU会误识别为合盖，这样机器就可能在未合盖的情况下工作，高速旋转的刀片或加热管会产生机械危险、起火等严重安全事故，危及人身安全。
发明内容
本发明实施例提供了一种食品加工机的按键识别电路，能够显著降低因按键进水而导致按键误触发的概率，保障用户安全。
为了达到本发明实施例目的，本发明实施例提供了一种食品加工机的按键识别电路，所述电路可以包括：主控单元；所述主控单元的按键信号输入输出IO口与按键的按键信号输出端相连；还可以包括：
相互并联的第一分压电路和第二分压电路；
其中，所述第一分压电路位于所述主控单元外部，所述第二分压电路位于所述主控单元内部；
所述第一分压电路和所述第二分压电路的分压输出端均与所述主控单元的按键信号IO口相连。
在本发明的示例性实施例中，所述第一分压电路和所述第二分压电路分别为实现上拉功能的第一上拉电路和第二上拉电路；所述第一上拉电路和所述第二上拉电路分别与按键信号IO口相连，其中，所述第一上拉电路位于所述主控单元外部，所述第二上拉电路位于所述主控单元内部；所述按键串联于所述按键信号IO口和地之间；所述第一上拉电路和所述第二上拉电路中未与电源VCC相连的一端作为所述分压输出端。
在本发明的示例性实施例中，所述第一分压电路和所述第二分压电路分别为实现下拉功能的第一下拉电路和第二下拉电路；所述第一下拉电路和所述第二下拉电路分别与所述按键信号IO口相连，其中，所述第一下拉电路位于所述主控单元外部，所述第二下拉电路位于所述主控单元内部；所述按键串联于所述按键信号IO口和电源VCC之间；所述第一下拉电路和所述第二下拉电路中未与地相连的一端作为所述分压输出端。
在本发明的示例性实施例中，所述第一上拉电路可以包括：第一上拉电阻R11；所述第二上拉电路包括：第二上拉电阻R21；其中，所述第一上拉电阻R11位于所述主控单元内部，所述第二上拉电阻R21位于所述主控单元外部，所述第一上拉电阻R11的第一端和所述第二上拉电阻R21的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一上拉电阻R11的第二端和所述第二上拉电阻R21的第二端均与电源VCC相连；所述按键串联于所述按键信号IO口和地之间。
在本发明的示例性实施例中，所述第一下拉电路可以包括：第一下拉电阻R12；所述第二下拉电路包括：第二下拉电阻R22；其中，所述第一下拉电阻R12位于所述主控单元内部，所述第二下拉电阻R22位于所述主控单元外部，所述第一下拉电阻R12的第一端和所述第二下拉电阻R22的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一下拉电阻R12的第二端和所述第二下拉电阻R22的第二端均接地；所述按键串联于所述按键信号IO口和电源VCC之间。
在本发明的示例性实施例中，所述第一上拉电阻R11和所述第一下拉电阻R12的封装可以为1206或0805；
R11的阻值可以满足R11<(R2_L–a*R2_L)/a，R11>(R2_H–a*R2_L)/a1；
R12的阻值可以满足R12<a1*R2_L/(1-a1)，R12>a1*R2_H/(1-a)；
其中，R2_L为按键进水后未按下时的最低电阻值；R2_H为按键按下后的最高电阻值；a为主控单元的识别引脚电平为高电平的上限比例值,a1为主控单元的识别引脚电平为高电平的下限比例值。
在本发明的示例性实施例中，所述第一上拉电路可以包括：第一上拉电阻R11；所述第二上拉电路可以包括：第二上拉电阻R21；其中，所述第一上拉电阻R11位于所述主控单元内部，所述第二上拉电阻R21位于所述主控单元外部，所述第一上拉电阻R11的第一端和所述第二上拉电阻R21的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一上拉电阻R11的第二端与所述主控单元的控制信号输出IO口相连，所述第二上拉电阻R21的第二端与电源VCC相连；所述按键串联于所述按键信号IO口和地之间；
所述主控单元可以用于：通过所述控制信号输出IO口对所述第一上拉电阻R11的上拉功能进行使能或禁用控制。
在本发明的示例性实施例中，所述第一下拉电路可以包括：第一下拉电阻R12；所述第二下拉电路包括：第二下拉电阻R22；其中，所述第一下拉电阻R12位于所述主控单元内部，所述第二下拉电阻R22位于所述主控单元外部，所述第一下拉电阻R12的第一端和所述第二下拉电阻R22的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一下拉电阻R12的第二端与所述主控单元的控制信号输出IO口相连；所述第二下拉电阻R22的第二端接地；所述按键串联于所述按键信号IO口和电源VCC之间；
所述主控单元可以用于：通过所述控制信号输出IO口对所述第一下拉电阻R12的下拉功能进行使能或禁用控制。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元通过所述控制信号输出IO口对所述第一上拉电阻R11的上拉功能进行使能或禁用控制可以包括：
在食品加工机上电并且所述主控单元自身被唤醒后，控制所述信号输出IO口输出高电平，以使能所述第一上拉电阻R11的外部上拉功能，在所述主控单元自身进入休眠之前，控制所述信号输出IO口输出低电平，以关闭所述第一上拉电阻R11的外部上拉功能；如果休眠之前所述第二上拉电阻R21的内部上拉功能已打开，则在休眠之前关闭所述第二上拉电阻R21的内部上拉功能；
所述主控单元通过所述控制信号输出IO口对所述第一下拉电阻R12的下拉功能进行使能或禁用控制可以包括：
在食品加工机上电并且所述主控单元自身被唤醒后，控制所述信号输出IO口输出低电平，以使能所述第一下拉电阻R12的外部下拉功能，在所述主控单元自身进入休眠之前，控制所述信号输出IO口输出高电平，以关闭所述第一下拉电阻R12的外部下拉功能；如果休眠之前所述第二下拉电阻R22的内部下拉功能已打开，则在休眠之前关闭所述第二下拉电阻R22的内部下拉功能。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元还可以用于，置所述控制信号输出IO口为高电平，采集所述按键信号输出端的模数AD值，根据所采集的AD值判断所述按键处于按下状态或弹起状态。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元采集所述按键信号输出端的模数AD值可以包括：
采集多次所述按键信号输出端的模数AD值，并去掉多个AD值中的最大值和最小值之后对剩余的AD值求平均值，将获得的平均值作为所述按键信号输出端的采样AD值。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元根据所采集的AD值判断所述按键处于被按下状态或弹起状态包括：将采集的所述AD值与预设的AD阈值相比较，根据所述AD值与所述AD阈值的大小关系确定所述按键处于所述按下状态或弹起状态。
在本发明的示例性实施例中，所述AD阈值包括AD值下限阈值和AD值上限阈值；所述根据所述AD值与所述AD阈值的大小关系确定所述按键处于所述按下状态或弹起状态可以包括：
将采集的所述AD值分别与所述AD值下限阈值和所述AD值上限阈值相比较，当所述AD值小于所述AD值下限阈值时，确定所述AD值为低电平，并确定所述按键处于按下状态；当所述AD值大于或等于所述AD值下限阈值，并且小于或等于所述AD值上限阈值时，确定所述AD值保持上一次的电平状态未变；当所述AD值大于所述AD值上限阈值时，确定所述AD值为高电平；
在所述按键识别电路中包括所述第一上拉电阻R11和所述第二上拉电阻R21时，如果确定所述AD值为低电平，则判定所述按键处于按下状态；如果确定所述AD值为高电平，则判定所述按键处于弹起状态；
在所述按键识别电路中包括所述第一下拉电阻R12和所述第二下拉电阻R22时，如果确定所述AD值为高电平，则判定所述按键处于按下状态；如果确定所述AD值为低电平，则判定所述按键处于弹起状态。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元根据所采集的AD值判断所述按键处于被按下状态或弹起状态包括：将采集的所述AD值与预设的AD基线值相比较，根据所述AD值与所述AD基线值的差值是否为0确定所述按键是否有动作，并根据所述AD值与所述AD基线值的差值与0的大小关系确定所述按键处于所述按下状态或弹起状态；
其中，所述AD基线值为当前时刻以前的预设时长内所采集的AD值的平均值。
本发明实施例的有益效果包括：
1、本发明实施例的食品加工机的按键识别电路可以包括：主控单元；所述主控单元的按键信号输入输出IO口与按键的按键信号输出端相连；还可以包括：相互并联的第一分压电路和第二分压电路；其中，所述第一分压电路位于所述主控单元外部，所述第二分压电路位于所述主控单元内部；所述第一分压电路和所述第二分压电路的分压输出端均与所述主控单元的按键信号IO口相连。通过该实施例方案，在所述主控单元内部设置有第二分压电路的基础上，在所述主控单元外部再并联一个第一分压电路，显著降低因按键进水而导致按键误触发的概率，保障用户安全。
2、本发明实施例的所述第一分压电路和所述第二分压电路分别为实现上拉功能的第一上拉电路和第二上拉电路；所述第一上拉电路和所述第二上拉电路分别与按键信号IO口相连，其中，所述第一上拉电路位于所述主控单元外部，所述第二上拉电路位于所述主控单元内部；所述按键串联于所述按键信号IO口和地之间；或者，所述第一分压电路和所述第二分压电路分别为实现下拉功能的第一下拉电路和第二下拉电路；所述第一下拉电路和所述第二下拉电路分别与所述按键信号IO口相连，其中，所述第一下拉电路位于所述主控单元外部，所述第二下拉电路位于所述主控单元内部；所述按键串联于所述按键信号IO口和电源VCC之间。通过该实施例方案，根据不同状况设置相应的外部上拉电路/外部下拉电路，当按键进水，开路阻值变小时，外部的强上拉/下拉电路可以保证不会因为按键进水而误识别，从而显著降低因按键进水而导致按键误触发的概率，保障用户安全。
3、本发明实施例的所述第一上拉电阻R11和所述第一下拉电阻R12的中R11的阻值满足R11<(R2_L–a*R2_L)/a，R11>(R2_H–a*R2_L)/a1；R12的阻值满足R12<a1*R2_L/(1-a1)，R12>a1*R2_H/(1-a)；其中，R2_L为按键进水后未按下时的最低电阻值；R2_H为按键按下后的最高电阻值；a为主控单元的识别引脚电平为高电平的上限比例值,a1为主控单元的识别引脚电平为高电平的下限比例值。通过该实施例方案，实现了对第一上拉电阻R11和所述第一下拉电阻R12的优化设计，保证了按键识别的准确性和有效性，从而保证用户体验与安全。
4、本发明实施例的所述第一上拉电路可以包括：第一上拉电阻R11；所述第二上拉电路包括：第二上拉电阻R21；其中，所述第一上拉电阻R11位于所述主控单元内部，所述第二上拉电阻R21位于所述主控单元外部，所述第一上拉电阻R11的第一端和所述第二上拉电阻R21的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一上拉电阻R11的第二端与所述主控单元的控制信号输出IO口相连，所述第二上拉电阻R21的第二端与电源VCC相连；所述按键串联于所述按键信号IO口和地之间；所述主控单元可以用于：通过所述控制信号输出IO口对所述第一上拉电阻R11的上拉功能进行使能或禁用控制；或者，所述第一下拉电路可以包括：第一下拉电阻R12；所述第二下拉电路包括：第二下拉电阻R22；其中，所述第一下拉电阻R12位于所述主控单元内部，所述第二下拉电阻R22位于所述主控单元外部，所述第一下拉电阻R12的第一端和所述第二下拉电阻R22的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一下拉电阻R12的第二端与所述主控单元的控制信号输出IO口相连；所述第二下拉电阻R22的第二端接地；所述按键串联于所述按键信号IO口和电源VCC之间；所述主控单元可以用于：通过所述控制信号输出IO口对所述第一下拉电阻R12的下拉功能进行使能或禁用控制。通过该实施例方案，实现了外部上拉/下拉电阻的可控性，提高了食品加工机的智能化。
5、本发明实施例的所述主控单元通过所述控制信号输出IO口对所述第一上拉电阻R11的上拉功能进行使能或禁用控制可以包括：在食品加工机上电并且所述主控单元自身被唤醒后，控制所述信号输出IO口输出高电平，以使能所述第一上拉电阻R11的外部上拉功能，在所述主控单元自身进入休眠之前，控制所述信号输出IO口输出低电平，以关闭所述第一上拉电阻R11的外部上拉功能；如果休眠之前所述第二上拉电阻R21的内部上拉功能已打开，则在休眠之前关闭所述第二上拉电阻R21的内部上拉功能；所述主控单元通过所述控制信号输出IO口对所述第一下拉电阻R12的下拉功能进行使能或禁用控制可以包括：在食品加工机上电并且所述主控单元自身被唤醒后，控制所述信号输出IO口输出低电平，以使能所述第一下拉电阻R12的外部下拉功能，在所述主控单元自身进入休眠之前，控制所述信号输出IO口输出高电平，以关闭所述第一下拉电阻R12的外部下拉功能；如果休眠之前所述第二下拉电阻R22的内部下拉功能已打开，则在休眠之前关闭所述第二下拉电阻R22的内部下拉功能。通过该实施例方案，在机器进入休眠状态前禁用外部上拉/下拉电阻，达到了降低功耗的目的。
6、本发明实施例的所述主控单元还可以用于置所述控制信号输出IO口为高电平，采集所述按键信号输出端的模数AD值，根据所采集的AD值判断所述按键处于按下状态或弹起状态。通过该实施例方案，可以规避主控单元内部数字电平的不转态区，进一步保证了按键识别的准确性和有效性。
7、本发明实施例的所述主控单元根据所采集的AD值判断所述按键处于被按下状态或弹起状态包括：将采集的所述AD值与预设的AD基线值相比较，根据所述AD值与所述AD基线值的差值是否为0确定所述按键是否有动作，并根据所述AD值与所述AD基线值的差值与0的大小关系确定所述按键处于所述按下状态或弹起状态；其中，所述AD基线值为当前时刻以前的预设时长内所采集的AD值的平均值。通过该实施例方案，动态识别按键状态，有效地避免了按键随着环境的变化导致按键关断和导通电阻变化而引起判断失效的情况，进一步保证了按键识别的准确性和有效性。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明实施例的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为传统的按键内部上拉设置示意图；
图2为传统的按键内部下拉设置示意图；
图3为本发明实施例的第一种食品加工机的按键识别电路示意图；
图4为本发明实施例的第二种食品加工机的按键识别电路示意图；
图5为本发明实施例的第一种食品加工机的按键识别电路的一种具体电路结构示意图；
图6为本发明实施例的第二种食品加工机的按键识别电路的一种具体电路结构示意图；
图7为本发明实施例的第一种食品加工机的按键识别电路的另一种具体电路结构示意图；
图8为本发明实施例的第二种食品加工机的按键识别电路的另一种具体电路结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
实施例一
本发明实施例提供了一种食品加工机的按键识别电路，如图3和图4所示，所述电路可以包括：主控单元1；所述主控单元1的按键信号输入输出IO口PNKEY与按键2的按键信号输出端相连；还可以包括：
相互并联的第一分压电路和第二分压电路；
其中，所述第一分压电路位于所述主控单元外部，所述第二分压电路位于所述主控单元内部；
所述第一分压电路和所述第二分压电路的分压输出端均与所述主控单元的按键信号IO口相连。
在本发明的示例性实施例中，所述第一分压电路和所述第二分压电路可以分别为实现上拉功能的第一上拉电路3和第二上拉电路4；所述第一上拉电路3和所述第二上拉电路4分别与按键信号IO口PNKEY相连，其中，所述第一上拉电路3位于所述主控单元1外部，所述第二上拉电路位4于所述主控单元1内部；所述按键2串联于所述按键信号IO口PNKEY和地之间；所述第一上拉电路和所述第二上拉电路中未与电源VCC相连的一端作为所述分压输出端。或者，
在本发明的示例性实施例中，所述第一分压电路和所述第二分压电路可以分别为实现下拉功能的第一下拉电路5和第二下拉电路6；所述第一下拉电路5和所述第二下拉电路6分别与所述按键信号IO口相连，其中，所述第一下拉电路5位于所述主控单元1外部，所述第二下拉电路6位于所述主控单元1内部；所述按键2串联于所述按键信号IO口PNKEY和电源VCC之间；所述第一下拉电路和所述第二下拉电路中未与地相连的一端作为所述分压输出端。
在本发明的示例性实施例中，提供一种食品加工机用按键处理方法，在按键IO口(如按键信号IO口PNKEY)设置外部上拉/下拉电路来替代主控单元，如主控芯片内部的上拉/下拉电路或与主控芯片内部上拉/下拉电路并联，增大对按键引脚电平的上拉/下拉强度，使得按键进水时(按键阻值变小)，IO口的电平不会被改变的太多导致程序误识别为按键按下，从而避免按键因进水而误触发的情况。
实施例二
该实施例在实施例一的基础上，给出了第一上拉电路3和第二上拉电路4，以及第一下拉电路5和第二下拉电路6的一种具体电路结构实施例。
在本发明的示例性实施例中，如图5所示，当按键2上拉时：
所述第一上拉电路3可以包括：第一上拉电阻R11；所述第二上拉电路4包括：第二上拉电阻R21；其中，所述第一上拉电阻R11位于所述主控单元1内部，所述第二上拉电阻R21位于所述主控单元1外部，所述第一上拉电阻R11的第一端和所述第二上拉电阻R21的第一端均与所述按键信号IO口PNKEY相连，所述第一上拉电阻R11的第二端和所述第二上拉电阻R21的第二端均与电源VCC相连；所述按键2串联于所述按键信号IO口PNKEY和地之间。
在本发明的示例性实施例中，针对按键2上拉的情况，在芯片按键采样引脚(如按键信号IO口PNKEY)设置外部上拉电阻R11到VCC时，与内部的上拉电阻R21形成并联的关系。
在本发明的示例性实施例中，如图6所示，当按键2下拉时：
所述第一下拉电路5可以包括：第一下拉电阻R12；所述第二下拉电路6可以包括：第二下拉电阻R22；其中，所述第一下拉电阻R12位于所述主控单元2内部，所述第二下拉电阻R22位于所述主控单元1外部，所述第一下拉电阻R12的第一端和所述第二下拉电阻R22的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一下拉电阻R12的第二端和所述第二下拉电阻R22的第二端均接地；所述按键2串联于所述按键信号IO口PNKEY和电源VCC之间。
在本发明的示例性实施例中，针对按键2下拉的情况，在主控芯片按键采样引脚(如按键信号IO口PNKEY)设置外部下拉电阻R12到GND时，与内部的下拉电阻R22形成并联的关系。
实施例三
该实施例在实施例二的基础上，对第一上拉电阻R11和所述第一下拉电阻R12，以及第一下拉电阻R12和第二下拉电阻R22的参数设置做了进一步限定。
在本发明的示例性实施例中，对于第一下拉电阻R12和第二下拉电阻R22：通常芯片内部的上拉/下拉电阻(如第一下拉电阻R12/第二下拉电阻R22)的阻值随VCC的变化会有所不同,程序中只能通过设置寄存器来控制是否使能上拉/下拉电阻，而不能设置上拉/下拉电阻的大小。
在本发明的示例性实施例中，所述第一上拉电阻R11和所述第一下拉电阻R12的封装可以为1206或0805。
在本发明的示例性实施例中，对于第一上拉电阻R11和第一下拉电阻R12：按键上拉/下拉电路中电阻一般都为K级别，VCC一般都为5V、3.3V等，因此电流都比较小，R11、R12的封装可以选用0603即可。但由于食品加工机内部高温高湿、严重时还会有水汽进入、冷凝水，因此R11、R12的封装优选1206，布局空间限制时可以选0805，不建议选0603。
在本发明的示例性实施例中，R11、R12的上限阻值可以根据按键2的进水后未按下状态的最低阻值而定，R11、R12的下限阻值可以依据按键2按下状态的最高阻值(最大导通电阻)而定。显然，按键2进水越严重,按键电阻值R2越小,按键2越容易被误识别，按键的最大导通电阻可参考按键规格书结合老化测试数据获得。因此，R11、R12越大，按键2越容易触发，R11、R12越小，开关按键越难触发，需要对R11、R12的上下限做出限定。
在本发明的示例性实施例中，R11的阻值可以满足R11<(R2_L–a*R2_L)/a，R11>(R2_H–a*R2_L)/a1；其中，R2_L为按键进水后未按下时的最低电阻值；R2_H为按键按下后的最高电阻值；a为主控单元的识别引脚电平为高电平的上限比例值,a1为主控单元的识别引脚电平为高电平的下限比例值。
在本发明的示例性实施例中，对于按键上拉的情况：
R11上限确定:
R2_L/(R11_H+R2_L)＝a，即：R11_H＝(R2_L–a*R2_L)/a；
因此R11的阻值满足R1<(R2_L–a*R2_L)/a时才可以保证按键进水时不产生误触发情况。
R1下限确定:
R2_H/(R11_L+R2_L)＝a1即：R11_L＝(R2_H–a*R2_L)/a1
因此R11的阻值满足R1>(R2_H–a*R2_L)/a1时才可以保证按键进水时不产生误触发情况。
在本发明的示例性实施例中，R2_L为按键进水后的未按下的最低电阻值,需要通过实验获得；
R2_H为按键按下后的最高电阻值,需要通过实验获得；
R11_L为R11阻值的下限；
R11_H为R11阻值的上限；
a为MCU识别引脚电平为高电平的上限比例值,a1为MCU识别引脚电平为高电平的下限比例值,在MCU规格书中可以查得。
在本发明的示例性实施例中，R12的阻值可以满足R12<a1*R2_L/(1-a1)，R12>a1*R2_H/(1-a)；
其中，R2_L为按键2进水后未按下时的最低电阻值；R2_H为按键2按下后的最高电阻值；a为主控单元1的识别引脚电平为高电平的上限比例值,a1为主控单元1的识别引脚电平为高电平的下限比例值。
在本发明的示例性实施例中，对于按键下拉的情况：
R12上限确定:
R12_H/(R1+R2_L)＝a1即：
R12_H＝a1*R2_L/(1-a1)
因此R1的阻值满足R12<a1*R2_L/(1-a1)时才可以保证按键2进水时不产生误触发情况。
R12下限确定:
R12_L/(R12_L+R2_H)＝a即：
R12_L＝a1*R2_H/(1-a)
因此R12的阻值满足R12>a1*R2_H/(1-a)时才可以保证按键2进水时不产生误触发情况。
其中:
R2_L为按键2进水后的未按下的最低电阻值,需要通过实验获得；
R2_H为按键2按下后的最高电阻值,需要通过实验获得；
R12_L为R12阻值的下限；
R12_H为R12阻值的上限；
a为MCU识别引脚电平为高电平的上限比例值,a1为MCU识别引脚电平为高电平的下限比例值,在MCU规格书中可以查得。
在本发明的示例性实施例中，在食品加工机中，通常MCU的内部上拉/下拉电阻随VCC的变化而变化，其阻值一般都在30K左右，程序上只能设定其使能与禁止，不能设置阻值。按键进水后未按下时阻值一般在30K左右，而食品加工机，如豆浆机中往往会加各种物料，实际进入按键2中的水中含有较多矿物质或盐等物质，按键2未按下时阻值最低甚至能达到10K以下。这样主控芯片内部的电阻为30K，按键2未按下时的阻值低达10K以下，这时MCU就会误识别为按键2按下。
在本发明的示例性实施例中，本发明实施例的优化方案根据不同状况下的按键阻值设置合适的外部下拉(因主控芯片内部上拉/下拉电阻较大，为弱上拉/下拉，一般设置的外部上拉/下拉电阻阻值要小于芯片内部上拉/下拉电阻)，这样，当按键2进水，开路阻值变小时，外部的强上拉/下拉电阻也可以保证不会因为按键进水而误识别。
在本发明的示例性实施例中，本发明实施例的优化方案也限制最小上拉电阻，确保在按键按下时候也能够有效识别。
在本发明的示例性实施例中，保证了按键识别的准确性和有效性，准确识别按键，保证用户体验与安全。
实施例四
该实施例在实施例一的基础上，给出了使用IO口控制外部电阻来控制按键引脚外部上拉/下拉的使能与禁用，达到降低功耗目的的实施例。
在本发明的示例性实施例中，给出了第一上拉电路3、第二上拉电路4、第一下拉电路5、第二下拉电路6的另一种电路结构实施例。
在本发明的示例性实施例中，如图7所示，当按键2上拉时：
所述第一上拉电路3可以包括：第一上拉电阻R11；所述第二上拉电路4可以包括：第二上拉电阻R21；其中，所述第一上拉电阻R11位于所述主控单元1内部，所述第二上拉电阻R21位于所述主控单元1外部，所述第一上拉电阻R11的第一端和所述第二上拉电阻R21的第一端均与所述按键信号IO口PNKEY相连，所述第一上拉电阻R11的第二端与所述主控单元1的控制信号输出IO口PD相连，所述第二上拉电阻R21的第二端与电源VCC相连；所述按键2串联于所述按键信号IO口PNKEY和地之间。
在本发明的示例性实施例中，可以将电阻R11接到主控芯片上具有数字输出功能的引脚PD和按键采样引脚(按键信号IO口PNKEY)之间。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元可以用于：通过所述控制信号输出IO口对所述第一上拉电阻R11的上拉功能进行使能或禁用控制。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元通过所述控制信号输出IO口对所述第一上拉电阻R11的上拉功能进行使能或禁用控制可以包括：
在食品加工机上电并且所述主控单元自身被唤醒后，控制所述信号输出IO口输出高电平，以使能所述第一上拉电阻R11的外部上拉功能，在所述主控单元自身进入休眠之前，控制所述信号输出IO口输出低电平，以关闭所述第一上拉电阻R11的外部上拉功能；如果休眠之前所述第二上拉电阻R21的内部上拉功能已打开，则在休眠之前关闭所述第二上拉电阻R21的内部上拉功能；
在本发明的示例性实施例中，程序中可以设置在上电、唤醒后PD引脚输出高电平(使能外部上拉)，在主控芯片进入休眠之前PD引脚输出低电平,如果休眠之前内部上拉已打开，则在休眠之前关闭内部上拉。
在本发明的示例性实施例中，如图8所示，当按键2下拉时：
所述第一下拉电路5可以包括：第一下拉电阻R12；所述第二下拉电路6可以包括：第二下拉电阻R22；其中，所述第一下拉电阻R12位于所述主控单元1内部，所述第二下拉电阻R22位于所述主控单元1外部，所述第一下拉电阻R12的第一端和所述第二下拉电阻R22的第一端均与所述按键信号IO口PNKEY相连，所述第一下拉电阻R12的第二端与所述主控单元1的控制信号输出IO口PD相连；所述第二下拉电阻R22的第二端接地GND；所述按键2串联于所述按键信号IO口PNKEY和电源VCC之间。
所述主控单元1可以用于：通过所述控制信号输出IO口对所述第一下拉电阻R12的下拉功能进行使能或禁用控制。
所述主控单元1通过所述控制信号输出IO口对所述第一下拉电阻R12的下拉功能进行使能或禁用控制可以包括：
在食品加工机上电并且所述主控单元自身被唤醒后，控制所述信号输出IO口输出低电平，以使能所述第一下拉电阻R12的外部下拉功能，在所述主控单元自身进入休眠之前，控制所述信号输出IO口输出高电平，以关闭所述第一下拉电阻R12的外部下拉功能；如果休眠之前所述第二下拉电阻R22的内部下拉功能已打开，则在休眠之前关闭所述第二下拉电阻R22的内部下拉功能。
在本发明的示例性实施例中，程序中设置在上电、唤醒后PD引脚输出低电平(使能外部下拉)，在主控芯片进入休眠之前PD引脚输出高电平(关闭外部下拉)，如果休眠之前内部下拉已打开，则在休眠之前关闭内部下拉。
在本发明的示例性实施例中，机头对于便携式的食品加工机(如豆浆机)，一般会使用电池供电的方式，这时就对功耗极为敏感，在机器不工作时候都会设置机器处于休眠状态以降低功耗。往往功耗值限制在15uA以内会比较可靠，如果待机功耗过大，则会导致电池过放而使机器工作次数变少，或损坏电池机器无法使用，影响用户体验和使用寿命。
在本发明的示例性实施例中，实施例二和实施例三中，外部上拉先祖R11/下拉电阻R21设置为K级别，如果R11、R21为10K，VCC为5V，则静态功耗有100uA之大，远远超出了正常范围。
在本发明的示例性实施例中，在食品加工机中如果采用机械开关来做合盖检测，在机器的存储、使用过程中可能长时间处于合盖状态，也可能长时间处于开盖状态。如果长期处于合盖状态，则按键长期被按下，使得上拉电阻R11、R12/下拉电阻R21、R22会长期耗电，会导致电池过放而使机器工作次数变少，或损坏电池机器无法使用，影响用户体验和使用寿命。
在本发明的示例性实施例中，本优化实施例方案通过引脚控制R11、R21的使能和禁用，在机器进入休眠状态前禁用外部上拉/下拉电阻，达到了降低功耗的目的。
实施例五
该实施例在实施例四的基础上，给出了通过AD采样的方式采集按键引脚AD值，来判断按键是按下还是弹起，规避主控单元1内部数字电平的不转态区的实施例方案。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元1还可以用于，置所述控制信号输出IO口为高电平，采集所述按键信号输出端的模数AD值，根据所采集的AD值判断所述按键处于按下状态或弹起状态。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元采集所述按键信号输出端的模数AD值可以包括：
采集多次所述按键信号输出端的模数AD值，并去掉多个AD值中的最大值和最小值之后对剩余的AD值求平均值，将获得的平均值作为所述按键信号输出端的采样AD值。
在本发明的示例性实施例中，在机器上电或唤醒后，可以置PD引脚为高电平，通过AD采样的方式采集按键引脚PNKEY的AD值。对按键引脚进行AD采样时可以采取滤波求平均的方式：
1、采集多次(如10次)按键AD值；
2、去掉最大值与最小值；
3、对剩余(如8个)AD值求平均得到平均按键AD值。
4、通过比较该平均AD值与阈值的大小来区分按键按下和弹起两个状态。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元根据所采集的AD值判断所述按键处于被按下状态或弹起状态包括：将采集的所述AD值与预设的AD阈值相比较，根据所述AD值与所述AD阈值的大小关系确定所述按键处于所述按下状态或弹起状态。
在本发明的示例性实施例中，所述AD阈值可以包括AD值下限阈值和AD值上限阈值；所述根据所述AD值与所述AD阈值的大小关系确定所述按键处于所述按下状态或弹起状态可以包括：
将采集的所述AD值分别与所述AD值下限阈值和所述AD值上限阈值相比较，当所述AD值小于所述AD值下限阈值时，确定所述AD值为低电平，并确定所述按键处于按下状态；当所述AD值大于或等于所述AD值下限阈值，并且小于或等于所述AD值上限阈值时，确定所述AD值保持上一次的电平状态未变；当所述AD值大于所述AD值上限阈值时，确定所述AD值为高电平；
在所述按键识别电路中包括所述第一上拉电阻R11和所述第二上拉电阻R21时，如果确定所述AD值为低电平，则判定所述按键处于按下状态；如果确定所述AD值为高电平，则判定所述按键处于弹起状态；
在所述按键识别电路中包括所述第一下拉电阻R12和所述第二下拉电阻R22时，如果确定所述AD值为高电平，则判定所述按键处于按下状态；如果确定所述AD值为低电平，则判定所述按键处于弹起状态。
在本发明的示例性实施例中，数字电路中，高电平和低电平判断阈值往往不是单个数值，一般会设定两个阈值，阈值1(AD值下限阈值)和阈值2(AD值上限阈值)，阈值1<阈值2。
在本发明的示例性实施例中，如果引脚上电压<阈值1，则为低电平,如果引脚上电压>阈值2，则为高电平，如果引脚上电压介于阈值1和阈值2之间，则电平状态保持前一状态不变化。
在本发明的示例性实施例中，在食品加工机(如豆浆机)的机械按键采样过程中，由于按键进水导致按键阻值变小，而主控单元内部的数字电平阈值/比例为固化参数，不可调整，按键阻值往往处于临界点附近波动，这样很容易导致按键误识别。本优化实施例方案使用AD采样的方式,：1、根据实际工况环境设置合适的唯一的AD阈值；2、多次采样求均值滤波后，与一个唯一的阈值比较，去掉了不转态区域；3、可以根据实际工况环境自由设置较低的阈值而不局限于主控单元中固化的的数字电平阈值；保证了按键识别的准确性和有效性，准确识别按键，保证用户体验与安全。
在本发明的示例性实施例中，可以设置当按键AD值连续低于阈值1一定次数时才判定为低电平，连续高于阈值2一定次数时才判定为高电平。
在本发明的示例性实施例中，根据上拉、下拉两种方式，如果硬件电路设置为上拉方式，则高电平代表按键按下，低电平代表按键弹起；如果硬件电路设置为下拉方式，则低电平代表按键按下，高电平代表按键弹起。
在本发明的示例性实施例中，在食品加工机中一般都设置有电机，电机工作过程中产生振动传导到杯体上可能会导致按键开关抖动，从而使按键值抖动。按键弹起或按下时候也会产生抖动，抖动的时间一般在10ms左右，而人按键的速度一般在50ms以上。本实施例方案中AD采样+滤波处理的速度一般都比较快(1ms以内)，远小于正常按键时的抖动时间，可能不能够达到较好的滤波效果。本优化实施例方案通过对按键AD值多次与设定阈值(阈值1和阈值2)进行比较、判断才产生有效按键状态，有效地避免了按键过中产生抖动而误识别的情况。
实施例六
该实施例在实施例四的基础上，给出了设置按键AD值基线变量，基线值为距离当前时间内最近一段时间的AD值的平均值，当前时刻采集到的AD值与基线值相减得到变化量，当变化量高于设定的变化量阈值时认为有按键,根据变化量的正负来确定按键是按下还是弹起的实施例方案。
在本发明的示例性实施例中，所述主控单元1根据所采集的AD值判断所述按键2处于被按下状态或弹起状态可以包括：将采集的所述AD值与预设的AD基线值相比较，根据所述AD值与所述AD基线值的差值是否为0确定所述按键是否有动作，并根据所述AD值与所述AD基线值的差值与0的大小关系确定所述按键处于所述按下状态或弹起状态；
其中，所述AD基线值为当前时刻以前的预设时长内所采集的AD值的平均值。
在本发明的示例性实施例中，主控单元MCU可以每隔时间t采样按键AD值；对按键AD置设置深度为n的平滑滤波，基线值为平滑滤波后的按键AD值；当前时刻的按键AD值与基线值相减，如果差值的绝对值超过设定阈值，则识别为按键有动作；识别到按键有动作时：如果差值小于0，外围电路设置为上拉时，则为按键弹起，外围电路设置为下拉时，为按键按下；如果差值大于0，则与之相反。
在本发明的示例性实施例中，新机器的按键一般没有进水的情况，一般随着使用的次数的增加，按键中进水会越来越多，这一般和食材、水温、冲洗、使用频次等多种因素相关。随着按键的使用过程中进水、老化，按键的导通电阻、关断电阻都会有所变化。优化实施例方案五中设定固定阈值(如阈值1和阈值2)，设定的阈值一般都会比按键按下的值高一些，未根据按键当前状态动态的调整，当按键进水到一定程度后仍会导致按键误响应或不响应的情况。
在本发明的示例性实施例中，本优化实施例方案根据最近几次的按键值来动态调整基准值，通过即时键值与基准值比较的方式来动态识别按键状态，有效地避免了按键随着环境的变化导致按键关断和导通电阻变化而引起判断失效的情况；保证了按键识别的准确性和有效性，实现准确识别按键，保证用户体验与安全。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
Claims (10)
1.一种食品加工机的按键识别电路，其特征在于，所述电路包括：主控单元；所述主控单元的按键信号输入输出IO口与按键的按键信号输出端相连；还包括：相互并联的第一分压电路和第二分压电路；
其中，所述第一分压电路位于所述主控单元外部，所述第二分压电路位于所述主控单元内部；
所述第一分压电路和所述第二分压电路的分压输出端均与所述主控单元的按键信号IO口相连；
所述第一分压电路和所述第二分压电路分别为实现上拉功能的第一上拉电路和第二上拉电路；所述第一上拉电路和所述第二上拉电路分别与按键信号IO口相连，其中，所述第一上拉电路位于所述主控单元外部，所述第二上拉电路位于所述主控单元内部；所述按键串联于所述按键信号IO口和地之间；
或者，所述第一分压电路和所述第二分压电路分别为实现下拉功能的第一下拉电路和第二下拉电路；所述第一下拉电路和所述第二下拉电路分别与所述按键信号IO口相连，其中，所述第一下拉电路位于所述主控单元外部，所述第二下拉电路位于所述主控单元内部；所述按键串联于所述按键信号IO口和电源VCC之间。
2.根据权利要求1所述的食品加工机的按键识别电路，其特征在于，所述第一分压电路和所述第二分压电路分别为实现上拉功能的第一上拉电路和第二上拉电路；所述按键串联于所述按键信号IO口和地之间；所述第一上拉电路和所述第二上拉电路中未与电源VCC相连的一端作为所述分压输出端。
3.根据权利要求1所述的食品加工机的按键识别电路，其特征在于，所述第一分压电路和所述第二分压电路分别为实现下拉功能的第一下拉电路和第二下拉电路；所述按键串联于所述按键信号IO口和电源VCC之间；所述第一下拉电路和所述第二下拉电路中未与地相连的一端作为所述分压输出端。
4.根据权利要求2所述的食品加工机的按键识别电路，其特征在于，所述第一上拉电路包括：第一上拉电阻R11；所述第二上拉电路包括：第二上拉电阻R21；其中，所述第一上拉电阻R11位于所述主控单元内部，所述第二上拉电阻R21位于所述主控单元外部，所述第一上拉电阻R11的第一端和所述第二上拉电阻R21的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一上拉电阻R11的第二端和所述第二上拉电阻R21的第二端均与电源VCC相连；所述按键串联于所述按键信号IO口和地之间。
5.根据权利要求3所述的食品加工机的按键识别电路，其特征在于，所述第一下拉电路包括：第一下拉电阻R12；所述第二下拉电路包括：第二下拉电阻R22；其中，所述第一下拉电阻R12位于所述主控单元内部，所述第二下拉电阻R22位于所述主控单元外部，所述第一下拉电阻R12的第一端和所述第二下拉电阻R22的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一下拉电阻R12的第二端和所述第二下拉电阻R22的第二端均接地；所述按键串联于所述按键信号IO口和电源VCC之间。
6.根据权利要求2所述的食品加工机的按键识别电路，其特征在于，
所述第一上拉电路包括：第一上拉电阻R11；所述第二上拉电路包括：第二上拉电阻R21；其中，所述第一上拉电阻R11位于所述主控单元内部，所述第二上拉电阻R21位于所述主控单元外部，所述第一上拉电阻R11的第一端和所述第二上拉电阻R21的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一上拉电阻R11的第二端与所述主控单元的控制信号输出IO口相连，所述第二上拉电阻R21的第二端与电源VCC相连；所述按键串联于所述按键信号IO口和地之间；
所述主控单元用于：通过所述控制信号输出IO口对所述第一上拉电阻R11的上拉功能进行使能或禁用控制。
7.根据权利要求3所述的食品加工机的按键识别电路，其特征在于，
所述第一下拉电路包括：第一下拉电阻R12；所述第二下拉电路包括：第二下拉电阻R22；其中，所述第一下拉电阻R12位于所述主控单元内部，所述第二下拉电阻R22位于所述主控单元外部，所述第一下拉电阻R12的第一端和所述第二下拉电阻R22的第一端均与所述按键信号IO口相连，所述第一下拉电阻R12的第二端与所述主控单元的控制信号输出IO口相连；所述第二下拉电阻R22的第二端接地；所述按键串联于所述按键信号IO口和电源VCC之间；
所述主控单元用于：通过所述控制信号输出IO口对所述第一下拉电阻R12的下拉功能进行使能或禁用控制。
8.根据权利要求6或7所述的食品加工机的按键识别电路，其特征在于，所述主控单元还用于，置所述控制信号输出IO口为高电平，采集所述按键信号输出端的模数AD值，根据所采集的AD值判断所述按键处于按下状态或弹起状态。
9.根据权利要求8所述的食品加工机的按键识别电路，其特征在于，所述主控单元根据所采集的AD值判断所述按键处于被按下状态或弹起状态包括：将采集的所述AD值与预设的AD阈值相比较，根据所述AD值与所述AD阈值的大小关系确定所述按键处于所述按下状态或弹起状态。
10.根据权利要求8所述的食品加工机的按键识别电路，其特征在于，所述主控单元根据所采集的AD值判断所述按键处于被按下状态或弹起状态包括：将采集的所述AD值与预设的AD基线值相比较，根据所述AD值与所述AD基线值的差值是否为0确定所述按键是否有动作，并根据所述AD值与所述AD基线值的差值与0的大小关系确定所述按键处于所述按下状态或弹起状态；
其中，所述AD基线值为当前时刻以前的预设时长内所采集的AD值的平均值。
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