CN111669165A - 一种非触点压力开关控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种非触点压力开关控制方法和装置，进行系统参数初始化并进行压力校准；对待测电容进行放电，并启动计数器；对待测电容进行充电，当待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；将计数结果转化成相应的电容变化值；根据电容变化值计算出对应的压力变化值；当压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据开关控制信号控制振动输出信号。通过将电容变化状态转化成压力变化状态，进而根据压力阈值发出开关控制信号，由PCB焊盘和金属片形成电容，通过压力改变两个金属片之间的距离，通过检测电容值变化实现通过非触点接触方式开关的功能，实现方式可靠，延长实用寿命。

Description

一种非触点压力开关控制方法和装置

技术领域

本发明涉及压力检测技术领域，特别是涉及一种非触点压力开关控制方法和一种非触点压力开关控制装置。

背景技术

微动开关是一种施压促动的快速转换开关，因为其开关的触点间距比较小，故名微动开关，又叫灵敏开关。微动开关的应用广泛，如电脑鼠标、汽车鼠标器、汽车电子产品、通讯设备、军工产品，测试仪器、燃气热水器、煤气灶、小家电、微波炉、电饭锅、浮球设备配套、医疗器械、楼宇自动化、电动工具、一般电气和无线电设备及24小时定时器等。

微动开关按有声和无声分类分为有声开关和无声开关，有声开关由于其在使用的过程中会发出声音，虽然能让用户获得良好的手感，然而其发出的声音会使得在某种场合下比较嘈杂，对于要保持安静的场合很不适用。现有开关采用触点接触方式，会容易造成使用寿命短。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明实施例以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种非触点压力开关控制方法和一种非触点压力开关控制装置。

为了解决上述问题，本发明实施例公开了一种非触点压力开关控制方法，包括：

进行系统参数初始化并进行压力校准；

对待测电容进行放电，并启动计数器；

对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；

将所述计数结果转化成相应的电容变化值；

根据所述电容变化值计算出对应的压力变化值；

当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。

进一步地，所述进行系统参数初始化并进行压力校准的步骤，包括：

存储当前检测到的压力值，并将当前的状态值记为初始状态值；

检测预设时间段内的电容变化值是否小于预设变化值；

若是，则进行压力自动校准；

若否，则不进行压力自动校准。

进一步地，所述对待测电容进行放电，并启动计数器的步骤，包括：

将接口功能设置为输出，并置成低电平；

对所述待测电容进行放电后将接口功能设置为输入，并启动计数器。

进一步地，所述输出开关控制信号为高低电平。

本发明实施例公开了一种非触点压力开关控制装置，包括：

初始化模块，用于进行系统参数初始化并进行压力校准；

计数模块，用于对待测电容进行放电，并启动计数器；

充电模块，用于对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；

电容转化模块，用于将所述计数结果转化成相应的电容变化值；

压力转化模块，用于根据所述电容变化值计算出对应的压力变化值；

信号输出模块，用于当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。

进一步地，所述初始化模块包括：

初始化记录单元，用于存储当前检测到的压力值，并将当前的状态值记为初始状态值；

检测单元，用于检测预设时间段内的电容变化值是否小于预设变化值；

自动校准单元，用于若预设时间段内的电容变化值小于预设变化值，则进行压力自动校准；若预设时间段内的电容变化值大于预设变化值，则不进行压力自动校准。

进一步地，所述信号输出模块包括：

电平设置单元，用于将接口功能设置为输出，并置成低电平或高电平；

计数单元，用于对所述待测电容进行放电后将接口功能设置为输入，并启动计数器。

进一步地，所述输出开关控制信号为低电平或高电平。

本发明实施例公开了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述的非触点压力开关控制方法的步骤。

本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的非触点压力开关控制方法的步骤。

本发明实施例包括以下优点：由两个平行的PCB焊盘和金属片形成电容，通过压力改变两金属片之间的距离，产生电容值的变化，通过检测电容值变化实现非触点接触方式的开关功能，使用寿命长，实现方式可靠。

附图说明

图1是本发明的一种非触点压力开关控制方法实施例的步骤流程图；

图2是本发明的一种非触点压力开关控制方法实施例的步骤流程图；

图3是本发明的一种非触点压力开关控制方法实施例的步骤流程图；

图4是本发明的一种非触点压力开关控制装置实施例的结构框图；

图5是本发明的一种非触点压力开关控制装置实施例的结构框图；

图6是本发明的一种非触点压力开关控制方法的计算机设备。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

本发明实施例的核心构思之一在于，提供了一种非触点压力开关控制方法，包括：进行系统参数初始化并进行压力校准；对待测电容进行放电，并启动计数器；对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；将所述计数结果转化成相应的电容变化值；根据所述电容变化值计算出对应的压力变化值；当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。通过将电容变化状态转化成压力变化状态，进而根据压力阈值发出开关控制信号，实现压力开关的功能，成本低，实现方式可靠。

参照图1，示出了本发明的一种非触点压力开关控制方法实施例的步骤流程图，具体可以包括如下步骤：

S110，进行系统参数初始化并进行压力校准；

S120，对待测电容进行放电，并启动计数器；

S130，对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；

S140，将所述计数结果转化成相应的电容变化值；

S150，根据所述电容变化值计算出对应的压力变化值；

S160，当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。

参照上述步骤S110所述，图3所示，进行系统参数初始化并进行压力校准；本实施例中的开关控制主要基于在PCB板上设置一个焊盘，在焊盘上设置金属片，金属片与焊盘之间用绝缘层隔开，放置金属片与焊盘之间短路，金属片与焊盘平行设置并形成电容，将金属片接地设置，焊盘接到控制芯片的GPIO口(General-purpose input/output，通用型之输入输出口)，使得GPIO对地形成电容。上电时，进行压力自动校准，将当前压力值自动存贮，并将当前的压力状态值作为“0”点值，在没有按键按下时检测一定时间内电容变化值小于某一预设的电容变化阈值时，进行自动校准，如果正常操作人操作由于人不是完全静止存在一定的抖动，变化值会大于电容变化阈值，不进行校准，校准的时间以毫秒为单位，这种时间差人的直观感觉不到变化，将上电时检测到的最小的电容值自动保存，在自动校准是进行比较，由于开关和结构的原因检测到的值的变化和实际最小压力变化值相差是一定的范围内，比较值小于一定的值才进行校准。

参照上述步骤S130所述，对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；通过作用力造成金属片产生变形，待测电容的电容值发生变化，检测待测电容的变化值，并转化成相应压力变化值，作用力越大造成金属片形变越大，金属片与焊盘之间距离越近电容的电容变化值越大，电容特性在相同充电电流时，电容值越大充电的时间越长，通过充电时间大小完成压力值大小的检测。

参照上述步骤S140所述，将所述计数结果转化成相应的电容变化值；GPIO口设为输出并置低电平，GPIO口对待测电容放电，再将GPIO口设置为输入，同时启动MCU内部的计数器，当充电电压达到最高状态时停止计数，通过计数的时间值换算成相应的电容变化量，通过电容换算成压力大小值。

参照上述步骤S160所述，当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。通过MCU内部软件设置阈值基准来设置开关作用力大小，通过开关状态输出IO高或低电平实现电子开关的开或关。振动马达信号输出脚输出一个高低变化电平驱动振动马达振动，实现按键按下的体感。通过调节驱动信号的占空比或电阻大小实现振动大小体感的调节，实现开关的触摸反馈，提高体验的舒适度。

参照图2所示，在本实施例中，所述进行系统参数初始化并进行压力校准的步骤S110，包括：

S111，存储当前检测到的压力值，并将当前的状态值记为初始状态值；

S112，检测预设时间段内的电容变化值是否小于预设变化值；

S113，若是，则进行压力自动校准；若否，则不进行压力自动校准。

在本实施例中，所述对待测电容进行放电，并启动计数器的步骤S120，包括：

将接口功能设置为输出，并置成低电平；

对所述待测电容进行放电后将接口功能设置为输入，并启动计数器。

在本实施例中，所述输出开关控制信号为高低电平。

参照上述步骤所述，通过串口方式，采用一条线方式输出按键压力大小，在另一具体实施例中，通过两个引脚以IIC数据方式输出按键压力大小，本实施例可以以开关状态信号输出的方式，也可以采用压力大小信号输出的方式。

在一具体实施例中的芯片引脚还可用于软件烧录的共用IO口。

需要说明的是，对于方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明实施例并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明实施例，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作并不一定是本发明实施例所必须的。

参照图4，示出了本发明的一种非触点压力开关控制装置实施例的结构框图，具体可以包括如下模块：

初始化模块110，用于进行系统参数初始化并进行压力校准；

计数模块120，用于对待测电容进行放电，并启动计数器；

充电模块130，用于对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；

电容转化模块140，用于将所述计数结果转化成相应的电容变化值；

压力转化模块150，用于根据所述电容变化值计算出对应的压力变化值；

信号输出模块160，用于当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。

参照图5所示，在本实施例中，所述初始化模块110包括：

初始化记录单元111，用于存储当前检测到的压力值，并将当前的状态值记为初始状态值；

检测单元112，用于检测预设时间段内的电容变化值是否小于预设变化值；

自动校准单元113，用于若预设时间段内的电容变化值小于预设变化值，则进行压力自动校准；若预设时间段内的电容变化值大于预设变化值，则不进行压力自动校准。

在本实施例中，所述信号输出模块160包括：

电平设置单元，用于将接口功能设置为输出，并置成低电平；

计数单元，用于对所述待测电容进行放电后将接口功能设置为输入，并启动计数器。

在本实施例中，所述输出开关控制信号为高低电平。

对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本说明书中的各个实施例均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。

本发明实施例公开了一种电子设备，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述的非触点压力开关控制方法的步骤。

本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述的非触点压力开关控制方法的步骤。

参照图6，示出了本发明的一种非触点压力开关控制方法的计算机设备，具体可以包括如下：

上述计算机设备12以通用计算设备的形式表现，计算机设备12的组件可以包括但不限于：一个或者多个处理器或者处理单元16，系统存储器28，连接不同系统组件(包括系统存储器28和处理单元16)的总线18。

总线18表示几类总线18结构中的一种或多种，包括存储器总线18或者存储器控制器，外围总线18，图形加速端口，处理器或者使用多种总线18结构中的任意总线18结构的局域总线18。举例来说，这些体系结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线18，微通道体系结构(MAC)总线18，增强型ISA总线18、音视频电子标准协会(VESA)局域总线18以及外围组件互连(PCI)总线18。

计算机设备12典型地包括多种计算机系统可读介质。这些介质可以是任何能够被计算机设备12访问的可用介质，包括易失性和非易失性介质，可移动的和不可移动的介质。

系统存储器28可以包括易失性存储器形式的计算机系统可读介质，例如随机存取存储器(RAM)30和/或高速缓存存储器32。计算机设备12可以进一步包括其他移动/不可移动的、易失性/非易失性计算机体统存储介质。仅作为举例，存储系统34可以用于读写不可移动的、非易失性磁介质(通常称为“硬盘驱动器”)。尽管图6中未示出，可以提供用于对可移动非易失性磁盘(如“软盘”)读写的磁盘驱动器，以及对可移动非易失性光盘(例如CD-ROM，DVD-ROM或者其他光介质)读写的光盘驱动器。在这些情况下，每个驱动器可以通过一个或者多个数据介质界面与总线18相连。存储器可以包括至少一个程序产品，该程序产品具有一组(例如至少一个)程序模块42，这些程序模块42被配置以执行本发明各实施例的功能。

具有一组(至少一个)程序模块42的程序/实用工具40，可以存储在例如存储器中，这样的程序模块42包括——但不限于——操作系统、一个或者多个应用程序、其他程序模块42以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。程序模块42通常执行本发明所描述的实施例中的功能和/或方法。

计算机设备12也可以与一个或多个外部设备14(例如键盘、指向设备、显示器24、摄像头等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该计算机设备12交互的设备通信，和/或与使得该计算机设备12能与一个或多个其他计算设备进行通信的任何设备(例如网卡，调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)界面22进行。并且，计算机设备12还可以通过网络适配器20与一个或者多个网络(例如局域网(LAN))，广域网(WAN)和/或公共网络(例如因特网)通信。如图所示，网络适配器20通过总线18与计算机设备12的其他模块通信。应当明白，尽管图6中未示出，可以结合计算机设备12使用其他硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元16、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统34等。

处理单元16通过运行存储在系统存储器28中的程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，例如实现本发明实施例所提供的非触点压力开关控制方法。

也即，上述处理单元16执行上述程序时实现：进行系统参数初始化并进行压力校准；对待测电容进行放电，并启动计数器；对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；将所述计数结果转化成相应的电容变化值；根据所述电容变化值计算出对应的压力变化值；当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。

在本发明实施例中，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本申请所有实施例提供的非触点压力开关控制方法：

也即，给程序被处理器执行时实现：进行系统参数初始化并进行压力校准；对待测电容进行放电，并启动计数器；对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；将所述计数结果转化成相应的电容变化值；根据所述电容变化值计算出对应的压力变化值；当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机克顿信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦可编程只读存储器(EPOM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言——诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言——诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行或者完全在远程计算机或者服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)——连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。本说明书中的各个实施例均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。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的非触点压力开关控制方法及装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种非触点压力开关控制方法，其特征在于，包括：

进行系统参数初始化并进行压力校准；

对待测电容进行放电，并启动计数器；

对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；

将所述计数结果转化成相应的电容变化值；

根据所述电容变化值计算出对应的压力变化值；

当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述进行系统参数初始化并进行压力校准的步骤，包括：

存储当前检测到的压力值，并将当前的状态值记为初始状态值；

检测预设时间段内的电容变化值是否小于预设变化值；

若是，则进行压力自动校准；

若否，则不进行压力自动校准。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对待测电容进行放电，并启动计数器的步骤，包括：

将接口功能设置为输出，并置成低电平；

对所述待测电容进行放电后将接口功能设置为输入，并启动计数器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输出开关控制信号为高低电平。

5.一种非触点压力开关控制装置，其特征在于，包括：

初始化模块，用于进行系统参数初始化并进行压力校准；

计数模块，用于对待测电容进行放电，并启动计数器；

充电模块，用于对所述待测电容进行充电，当所述待测电容的电平信号高于预设信号值时，停止计数，得到计数结果；

电容转化模块，用于将所述计数结果转化成相应的电容变化值；

压力转化模块，用于根据所述电容变化值计算出对应的压力变化值；

信号输出模块，用于当所述压力变化值大于预设压力阈值时，输出开关控制信号，并根据所述开关控制信号控制振动输出信号。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述初始化模块包括：

初始化记录单元，用于存储当前检测到的压力值，并将当前的状态值记为初始状态值；

检测单元，用于检测预设时间段内的电容变化值是否小于预设变化值；

自动校准单元，用于若预设时间段内的电容变化值小于预设变化值，则进行压力自动校准；若预设时间段内的电容变化值大于预设变化值，则不进行压力自动校准。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述信号输出模块包括：

电平设置单元，用于将接口功能设置为输出，并置成低电平或高电平；

计数单元，用于对所述待测电容进行放电后将接口功能设置为输入，并启动计数器。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述输出开关控制信号为低电平或高电平。

9.电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并能够在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的非触点压力开关控制方法的步骤。

10.计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的非触点压力开关控制方法的步骤。

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