CN113037265B - 电器设备、触控芯片、电容触控按键的检测装置和方法 - Google Patents

电器设备、触控芯片、电容触控按键的检测装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种电器设备、触控芯片、电容触控按键的检测装置和方法，所述装置包括：充放电电路，所述充放电电路用于对所述电容触摸按键中的待测电容进行充放电；控制电路，所述控制电路与所述充放电电路相连，所述控制电路用于控制所述充放电电路对所述待测电容进行充放电，并对所述充放电电路的充放电参数进行调节，从而，能够改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精高度。

Description

电器设备、触控芯片、电容触控按键的检测装置和方法
技术领域
本发明涉及电器技术领域，尤其涉及一种电器设备、触控芯片、电容触控按键的检测装置和方法。
背景技术
电容式触控按键就被越来越多的应用。当手指触摸到电容式触控按键上时，电容式触控按键上的电容容值就会发生变化，通过检测电容的容值变化量即可确定电容式触控按键是否被按压。
但是，本申请发明人发现并认识到，不同的电容触控按键的电容容值是不一样的，同一个电容触控按键在不同的环境如温度、湿度下也会有不同。另外，电容触控按键触摸后的电容变化量是相当微小的，同样地，不同的电容触控按键触摸后的电容变化量是不一样的，同一个电容触控按键触摸后的电容变化量在不同的环境如温度、湿度下也会有不同，由此，不同电容触控按键以及不同的环境需要采用不同的测量电路进行测量，适应性较差。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种电容触控按键的检测装置，以改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精度高。
本发明的第二个目的在于提出一种触控芯片。
本发明的第三个目的在于提出一种电器设备。
本发明的第四个目的在于提出一种电容触控按键的检测方法。
本发明的第五个目的在于提出一种计算机可读存储介质。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电容触控按键的检测装置，包括：充放电电路，所述充放电电路用于对所述电容触摸按键中的待测电容进行充放电；控制电路，所述控制电路与所述充放电电路相连，所述控制电路用于控制所述充放电电路对所述待测电容进行充放电，并对所述充放电电路的充放电参数进行调节。
根据本发明实施例提出的电容触控按键的检测装置，控制电路控制充放电电路对待测电容进行充放电，并对充放电电路的充放电参数进行调节，从而，能够改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精度高。
根据本发明的一个实施例，所述控制电路包括：电容检测单元，所述电容检测单元连接所述待测电容，所述电容检测单元用于对所述待测电容的容值变化进行检测，以生成相应的检测信息；控制单元，所述控制单元与所述电容检测单元和所述充放电电路相连，所述控制单元用于根据所述电容检测单元生成的检测信息对所述充放电电路的充放电参数进行调节。
根据本发明的一个实施例，所述充放电电路的充放电参数包括充电电流和充放电周期，其中，所述控制单元用于在测试模式下，获取所述待测电容的第一检测信息和第二检测信息，并根据所述第一检测信息和第二检测信息对所述充放电电路的充电电流和充放电周期进行调节，其中，所述第一检测信息用于指示所述电容触摸按键被触摸前所述待测电容的容值，所述第二检测信息用于指示所述电容触摸按键被触摸时所述待测电容的容值。
根据本发明的一个实施例，所述充放电周期包括充电时间和放电时间，其中，所述控制单元用于，根据所述第一检测信息对所述充放电电路的充电电流进行调节，并根据所述第一检测信息和所述第二检测信息对所述充放电电路的充放电周期进行调节。
根据本发明的一个实施例，所述控制单元用于，在所述第一检测信息未处于基准范围内时，调节所述充放电电路的充电电流，以及，在所述第一检测信息和所述第二检测信息之间的差值小于预设阈值时，调节所述充放电电路的充电时间。
根据本发明的一个实施例，所述充放电电路包括：可调电流源，所述可调电流源用于向所述待测电容提供充电电流；第一开关，所述第一开关连接在所述待测电容与地之间，所述第一开关用于控制所述待测电容对所述地进行放电；第二开关，所述第二开关连接在所述可调电流源与所述待测电容之间，所述第二开关用于控制所述可调电流源对所述待测电容进行充电；其中，所述充电电流可调节，所述第一开关和所述第二开关的开关周期可调节。
根据本发明的一个实施例，所述可调电流源包括M个电流源单元，其中，第i个电流源单元包括：2(i-1)×N个上晶体管，每个所述上晶体管的源极连接供电电压，每个所述上晶体管的栅极连接偏置电压，每个所述上晶体管在所述偏置电压的控制下导通，其中，N为整数，i取1、2、……、N；下晶体管，所述下晶体管的源极连接所述2(i-1)×N个上晶体管的漏极，所述下晶体管的漏极连接所述第二开关，所述下晶体管的栅极连接所述控制单元，所述下晶体管在所述控制单元的控制下导通或关断；其中，所述控制单元通过控制所述M个电流源单元的开关状态以调节所述可调电流源提供的充电电流。
根据本发明的一个实施例，所述电容检测单元包括：比较器，所述比较器的第一输入端通过所述第二开关连接所述待测电容，所述比较器的第二输入端与参考电压的参考电压提供端相连；计数器，所述计数器与所述比较器的输出端相连，所述计数器还提供时钟信号的时钟信号端相连，所述计数器用于在所述充放电电路进行充电时，通过所述时钟信号对所述待测电容的电压达到所述参考电压所需的时间进行计数；其中，将所述计数器在所述待测电容的电压达到所述参考电压时的计数值作为所述检测信息。
根据本发明的一个实施例，所述控制单元包括：开关调制器，用于获取控制信息，根据所述控制信息生成第一控制信号和第二控制信号，并分别输出给所述第一开关和所述第二开关，以对应控制所述第一开关和所述第二开关的导通或关断，其中，所述控制信息用于指示所述第一控制信号和第二控制信号的周期值；控制器，所述控制器与所述开关调制器、所述计数器和所述可调电流源相连，所述控制器用于根据所述计数器在所述待测电容的电压达到所述参考电压时的计数值生成所述控制信息，还根据所述计数器在所述待测电容的电压达到所述参考电压时的计数值对所述可调电流源提供的充电电流进行调节。
根据本发明的一个实施例，所述开关调制器包括：加法器，所述加法器与提供时钟信号的时钟信号端相连，所述加法器用于通过所述时钟信号进行累加计数；数字比较器，所述数字比较器与所述控制器相连以获取所述控制信息，所述数字比较器用于在所述加法器的计数值达到所述控制信息对应的周期计数值时生成触发信号；触发器，所述触发器与所述数字比较器相连，所述触发器根据所述触发信号输出第一电平，并在所述时钟信号的至少一个时钟周期之后输出第二电平；信号生成器，所述信号生成器与所述触发器相连，所述信号生成器用于根据所述触发器输出的第一电平和第二电平生成所述第一控制信号，并根据所述触发器输出的第一电平和第二电平生成所述第二控制信号。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种触控芯片，包括所述的电容触控按键的检测装置。
根据本发明实施例提出的触控芯片，通过上述实施例的电容触控按键的检测装置，能够改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精高度。
为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电器设备，包括所述的触控芯片。
根据本发明实施例提出的电器设备，能够改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精高度。
为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种电容触控按键的检测方法，包括：在通过充放电电路对所述电容触摸按键中的待测电容进行充放电的过程中，对所述待测电容的容值变化进行检测，以生成相应的检测信息；根据相应的检测信息对所述充放电电路的充放电参数进行调节。
根据本发明实施例提出的电容触控按键的检测装置，在通过充放电电路对电容触摸按键中的待测电容进行充放电的过程中，对待测电容的容值变化进行检测，以生成相应的检测信息，并根据相应的检测信息对充放电电路的充放电参数进行调节，从而，能够改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精高度。
根据本发明的一个实施例，所述充放电电路的充放电参数包括充电电流和充放电周期，其中，所述根据相应的检测信息对所述充放电电路的充放电参数进行调节包括：在测试模式下，获取所述待测电容的第一检测信息和第二检测信息；根据所述第一检测信息和第二检测信息对所述充放电电路的充电电流和充放电周期进行调节，其中，所述第一检测信息用于指示所述电容触摸按键被触摸前所述待测电容的容值，所述第二检测信息用于指示所述电容触摸按键被触摸时所述待测电容的容值。
根据本发明的一个实施例，所述充放电周期包括充电时间和放电时间，其中，所述根据所述第一检测信息和第二检测信息对所述充放电电路的充电电流和充放电周期进行调节包括：根据所述第一检测信息对所述充放电电路的充电电流进行调节；根据所述第一检测信息和所述第二检测信息对所述充放电电路的充放电周期进行调节。
根据本发明的一个实施例，所述根据所述第一检测信息对所述充放电电路的充电电流进行调节包括，在所述第一检测信息未处于基准范围内时，调节所述充放电电路的充电电流；所述根据所述第一检测信息和所述第二检测信息对所述充放电电路的充放电周期进行调节包括，在所述第一检测信息和所述第二检测信息之间的差值小于预设阈值时，调节所述充放电电路的充电时间。
为达到上述目的，本发明第五方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有电容触控按键的检测程序，该程序被处理器执行时实现所述的电容触控按键的检测方法。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的电容触控按键的检测装置的方框示意图；
图2为根据本发明一个实施例的电容触控按键的检测装置的方框示意图；
图3为根据本发明一个实施例的电容触控按键的检测装置的电路原理图；
图4为根据本发明一个实施例的电容触控按键的检测装置中可调电流源的电路原理图；
图5为根据本发明一个实施例的电容触控按键的检测装置中开关调制器的电路原理图；
图6为根据本发明一个实施例的电容触控按键的检测装置的工作原理的示意图；
图7为根据本发明一个实施例的电容触控按键的检测装置的工作流程的示意图；以及
图8为根据本发明实施例的电容触控按键的检测方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的电器设备、触控芯片、电容触控按键的检测装置和方法。
图1为根据本发明实施例的电容触控按键的检测装置的方框示意图。如图1所示，电容触控按键的检测装置包括：充放电电路10和控制电路20。
其中，充放电电路10用于对电容触摸按键200中的待测电容201进行充放电；控制电路20与充放电电路10相连，控制电路20用于控制充放电电路10对待测电容201进行充放电，并对充放电电路10的充放电参数进行调节。
作为一个示例，对于电容触控按键来说，电容触控按键设置有感应电容，当未触摸电容触控按键时，感应电容作为待测电容，人体触摸到电容触摸按键时，相当于在感应电容上并联了电容x,此时并联的待测电容与电容x作为待测电容，待测电容的容值发生了变化，因此，通过检测触摸前与触摸后待测电容的电容值变化量即可检测到电容触控按键的状态(是否被触摸)。
举例来说，可以控制充放电电路10对待测电容201进行充电，可以记录充电到参考电压所需的时间，由于不同电容值的电容充电到相同的电压所需的时间会不同，因此，通过检测充电到参考电压的时间就可以判断出待测电容201的容值变化情况，即可以判断出电容触控按键是否被触摸。当人手按下电容触控按键时，增加了电容x，进而待测电容201充电到参考电压的时间会增加，从而，通过充放电电路10对待测电容201的进行充放电，并检测触摸前与触摸后待测电容201充电到参考电压的时间差值即可检测到电容触控按键的状态。
应理解，由于不同的电容触控按键触摸后的电容变化量是不一样的，同一个电容触控按键触摸后的电容变化量在不同的环境如温度、湿度下也会有不同，因此，为了适用不同类型的电容触控装置，可以对充放电电路10的充放电参数进行调节，从而将待测电容容值的测量值以及触摸后的电容变化量的测量值调整到预设区间范围内，以满足测量分辨率需求。
由此，本发明实施例提出的电容触控按键的检测装置，控制电路控制充放电电路对待测电容进行充放电，并对充放电电路的充放电参数进行调节，从而，能够改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精高度。
在本发明一个实施例中，如图2所示，控制电路20包括电容检测单元21和控制单元22，电容检测单元21连接待测电容201，电容检测单元21用于对待测电容201的容值变化进行检测，以生成相应的检测信息；控制单元22与电容检测单元21和充放电电路10相连，控制单元22用于根据电容检测单元21生成的检测信息对充放电电路10的充放电参数进行调节。
需要说明的是，充放电参数可以包括充电电流和充放电周期，充放电周期可以包括充电时间和放电时间，即充电时间与放电时间之和为充放电周期。
还需说明的是，电容检测单元21可以通过充放电电路10连接待测电容201，进而电容检测单元21可以在充放电电路10对待测电容201进行充电时对待测电容201的容值进行检测。
检测信息用于指示待测电容201的容值，例如可以是待测电容201充电到参考电压的时间。
也就是说，可以控制充放电电路10对待测电容201进行充电，电容检测单元21可以对待测电容201充电到参考电压所需的时间(与待测电容201的容值相关)进行检测以得到检测时间值，该检测时间值即为检测信息，为了适用不同类型的电容触控装置，可以根据检测时间值对充放电电路10的充放电参数进行调节，从而将与待测电容的容值相关的检测时间值以及与触摸后的电容变化量相关的检测时间值调整到相应的预设区间范围内，以满足测量分辨率需求，有利于后面信号处理。
根据本发明的一个实施例，充放电电路10的充放电参数包括充电电流和充放电周期，其中，控制单元20用于在测试模式下，获取待测电容201的第一检测信息和第二检测信息，并根据第一检测信息和第二检测信息对充放电电路10的充电电流和充放电周期进行调节，其中，第一检测信息用于指示电容触摸按键200被触摸前待测电容的容值，第二检测信息用于指示电容触摸按键200被触摸时待测电容的容值。
其中，可在接收到用户输入的触摸测试指令时进入测试模式，也可以在设备首次开机时进入测试模式，或者还可以在设备每次开机时进入测试模式，或者还可以每隔一段时间进入测试模式，本发明对此不做限定。
具体地，控制单元22用于，根据第一检测信息对充放电电路10的充电电流进行调节，并根据第一检测信息和第二检测信息对充放电电路10的充放电周期进行调节。更具体地，控制单元20用于，在第一检测信息未处于基准范围内时，调节充放电电路10的充电电流，以及，在第一检测信息和第二检测信息之间的差值小于预设阈值时，调节充放电电路10的充电时间。
应理解，在测试模式下，在未触摸电容触摸按键200时，控制单元20可以先控制充放电电路10对待测电容201进行放电，并在放电完成后，再控制充放电电路10对待测电容201进行充电，此时，电容检测单元21用于对待测电容201的容值变化进行检测以生成第一检测信息，控制单元20可以在第一检测信息例如第一检测时间值未处于基准范围内时，调节充放电电路10的充电电流。
在电容触摸按键200被触摸时，控制单元22可以先控制充放电电路10对待测电容201进行放电，并在放电完成后，再控制充放电电路10对待测电容201进行充电，此时，电容检测单元21用于对待测电容201的容值变化进行检测以生成第二检测信息，控制单元22可以在第一检测信息和第二检测信息之间的差值例如第一检测时间值与第二检测时间值之间的时间差值小于预设阈值时，调节充放电电路10的充电时间。
在将充放电电路10的充电电流和充电时间调节完成之后，即第一检测信息处于基准范围内且第一检测信息和第二检测信息之间的差值大于等于预设阈值，可控制电器设备进入工作模式，控制单元22可以先控制充放电电路10对待测电容201进行放电，并在放电完成后，再控制充放电电路10对待测电容201进行充电，此时，电容检测单元21对待测电容201的容值变化进行检测以生成第三检测信息，控制单元22可以在第一检测信息和第三检测信息之间的差值例如第一检测时间值与第三检测时间值之间的时间差值大于等于预设检测阈值时，确定电容触摸按键200被触摸即检测到触摸，以及在第一检测信息和第三检测信息之间的差值例如第一检测时间值与第三检测时间值之间的时间差值小于预设检测阈值时，确定电容触摸按键200未被触摸即未检测到触摸，其中，预设检测阈值小于预设阈值，例如预设检测阈值可以为预设阈值的1/2。
由此，本发明实施例的检测装置，能够将与待测电容的容值相关的检测时间值以及与触摸后的电容变化量相关的检测时间值调整到相应的预设区间范围内，以满足测量分辨率需求，自适应不同的电容触控按键，且能够准确、有效检测按键是否被触摸。
下面结合图3-7对检测装置的结构及其工作原理进行详细描述。
根据本发明的一个实施例，如图3所示，充放电电路10包括：可调电流源11、第一开关12、第二开关13。
其中，可调电流源11用于向待测电容201提供充电电流；第一开关12连接在待测电容201与地之间，第一开关12用于控制待测电容201对地进行放电；第二开关13连接在可调电流源11与待测电容201之间，第二开关13用于控制可调电流源11对待测电容201进行充电。
应理解，当第一开关12导通且第二开关13关断时，待测电容201对地进行放电，而当第一开关12关断且第二开关13导通时，可调电流源11通过第二开关13对待测电容201进行充电。
其中，可调电流源11的充电电流可调节，第一开关12和第二开关13的开关周期可调节。具体地，第一开关12和第二开关13可在控制单元22的控制下导通或关断，可调电流源11的充电电流在控制单元22的控制下调节。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，电容检测单元21包括：比较器211和计数器212，比较器211的第一输入端通过第二开关13连接待测电容201，比较器211的第二输入端与提供参考电压Vref的参考电压提供端相连；计数器212与比较器211的输出端相连，计数器212还提供时钟信号Clk的时钟信号端相连，计数器212用于在充放电电路10进行充电时，通过时钟信号对待测电容201的电压达到参考电压所需的时间进行计数；其中，将计数器212在待测电容201的电压达到参考电压时的计数值作为检测信息。
具体地，比较器211可以将待测电容201上的电压值Vcm与参考电压Vref进行比较，并根据比较结果生成输出信号Vcp，例如，当待测电容201上的电压值Vcm小于参考电压Vref时，输出为低电平“0”，当待测电容201上的电压值Vcm大于参考电压Vref时，输出为高电平“1”。
计数器212可以在待测电容201上的电压值Vcm小于参考电压Vref时进行计数，并在待测电容201的电压大于参考电压时的计数值时停止计数，即计数器212可以根据输出信号Vcp进行计数或停止计数。具体地，当输出信号Vcp为“0”时，计数器212用时钟信号Clk进行计数，即时钟信号Clk的每个时钟周期Tclk，计数器212的计数值加1。
由此，通过计数器212停止计数时的计数值Dout即可得到待测电容201的电压充电到参考电压Vref所需的时间T，即T＝Dout×Tclk。
通过时间T判断待测电容201的容值，因此，通过时间T可以调节充放电电路10的充放电周期和充电电流，更好的适应不同的电容触控按键。
通过电容触控按键被触摸时得到的时间T1与电容触控按键未被触摸时得到的时间T0的差值，可以判断电容触控按键200是否被触摸。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，控制单元22包括：开关调制器221和控制器，开关调制器221用于获取控制信息，根据控制信息生成第一控制信号和第二控制信号，并分别输出给第一开关12和第二开关13，以对应控制第一开关12和第二开关13的导通或关断，其中，控制信息用于指示第一控制信号和第二控制信号的周期值，例如可以为周期计数值；控制器与开关调制器221、计数器212和可调电流源11相连，控制器用于根据计数器212在待测电容的电压达到参考电压时的计数值生成控制信息，还根据计数器212在待测电容的电压达到参考电压时的计数值对可调电流源11提供的充电电流进行调节。
在一些示例中，控制器与计数器212可以集成设置。
需要说明的是，第一控制信号和第二控制信号可为互为相反的信号，即为非交叠信号，具体地，第一控制信号为高电平时第二控制信号为低电平，第二控制信号为低电平时第一控制信号为高电平。在本申请实施例中，第一控制信号和第二控制信号可以不是严格的非交叠信号，例如第二控制信号可以在第一控制信号变为低电平之后变为高电平。
举例来说，控制器可以根据计数器212在待测电容的电压达到参考电压时的计数值生成指示第一控制信号和第二控制信号的周期值的控制信息，例如，周期计数值DT，并将周期计数值DT输出给开关调制器221，开关调制器221先根据周期计数值DT调整调制出占空比为1/DT的控制信号ph，并根据该控制信号ph生成第一控制信号ph1和第二控制信号ph2。
控制器将第一控制信号ph1和第二控制信号ph2分别提供给第一开关12和第二开关13，以分别控制第一开关12和第二开关13导通或关断。
应理解，周期计数值DT为时钟信号的数量，由于时钟信号的周期已知，因此通过周期计数值DT可以得到相应的时间。
还需说明的是，充放电电路10的放电时间可以为固定值，例如在图5实施例中，充放电电路10的放电时间为1个时钟信号周期，或者，在其他实施例中，充放电电路10的放电时间也为P(P为大于1的整数)个时钟信号周期，此时开关调制器221可以调制出占空比为P/DT的控制信号。
参考附图3和图6，当第一控制信号ph1为高电平时，第一开关12导通，将待测电容201接到地，使待测电容201上的电压为0。接着第一控制信号ph1为低电平，第一开关12关闭，第二控制信号ph2为高电平，第二开关13导通，通过可调电流源11对待测电容201进行充电，待测电容201上的电压Vcm随充电时间线性增加，当待测电容1上的电压Vcm大于参考电压Vref时，比较器211的输出信号Vcp由低变高。通过计数器212，计算出比较器211的输出信号Vcp一直处于低电平的时间，就可以量化待测电容201的容值大小。
待测电容201的充电电压随充电时间的变化公式为：V＝I×T/C，其中，V为待测电容201上的电压，I为充电电流，C为待测电容201的电容值，则待测电容201上的电压Vcm充电到参考电压Vref的充电时间为：T＝Vref×C/I。
当电容触控按键未被触摸时，待测电容201上的电压Vcm充电到参考电压Vref的充电时间为：T0＝Vref×C/I；
通过时钟计数后得到量化数值：
Dout0＝T0/Tclk＝Vref×C/(I×Tclk)
当电容触控按键被触摸时，待测电容201上的电容值会变化ΔC，则充电到参考电压Vref的时间也跟随变化：
T1＝Vref×(C+ΔC)/I；
通过时钟计数后得到量化数值：
Dout1＝T1/Tclk＝Vref×(C+ΔC)/(I×Tclk)
由此，触摸前和触摸后，待测电容201充电到参考电压Vref的时间差值为：ΔDout＝Dout1-Dout0＝[(C+ΔC)-C]×Vref/(I×Tclk)＝ΔC×Vref/(I×Tclk)，通过判断ΔDout是否大于第一预设阈值，就可以判断电容触控按键是否被触摸。
不同的电容触控按键的电容值变化量ΔC会不一样，相同电容触控按键在不同环境下如温度、湿度下也会不同。假设使用固定的量化值，对于较小的ΔC，无法分辨出是否触摸，对于较大的ΔC，又浪费了判断的时间和较多的资源。为此，本申请的控制器可以根据计数器212在待测电容的电压达到参考电压时所输出的计数值，对可调电流源11进行调制，以调制出较佳的充电电流，对待测电容201进行充电，以此来适应不同类型或不同环境下的电容触控按键，还会根据计数器212触摸前和触摸后所得出的计数值的差值，对开关调制器22进行周期调整，从而使得触摸前和触摸后所得的计数值差值满足分辨率需求。
举例来说，可调电流源11包括M个电流源单元，其中，第i个电流源单元包括：2(i-1)×N个上晶体管，每个上晶体管的源极连接供电电压，每个上晶体管的栅极连接偏置电压，每个上晶体管在偏置电压的控制下导通，其中，N为整数，i取1、2、……、N；下晶体管，下晶体管的源极连接2(i-1)×N个上晶体管的漏极，下晶体管的漏极连接第二开关，下晶体管的栅极连接控制单元22，下晶体管在控制单元22的控制下导通或关断；其中，控制单元22通过控制M个电流源单元的开关状态以调节可调电流源11提供的充电电流。
也就是说，M个电流源单元中的下晶体管可以分别在控制单元22的控制下导通或关断，M个电流源单元中的上晶体管可以按2的倍数依次增加，例如，八个电流源单元可以提供1-128倍的电流I。
其中，偏置电压可由电流镜提供。晶体管可为MOS管。
具体地，如图4所示，可调电流源11包括八个电流源单元，其中，第一电流源单元包括N个第一晶体管401(上晶体管)和第二晶体管411(下晶体管)，其中，N个第一晶体管401的源极均连接供电电压VDD，N个第一晶体管401的栅极均连接偏置电压VP，N个第一晶体管401的漏极连接第二晶体管411的源极，第二晶体管411的漏极都连接到第二开关13和比较器211的第一输入端，第二晶体管411的栅极均连接到控制器的第一控制信号端以接收第一数字控制信号DI0。
第二电流源单元包括2N个第三晶体管402(上晶体管)和第四晶体管412(下晶体管)，其中，2N个第三晶体管402的源极均连接供电电压VDD，2N个第三晶体管402的栅极均连接偏置电压VP，2N个第三晶体管402的漏极连接第四晶体管412的源极，第四晶体管412的漏极都连接到第二开关13和比较器211的第一输入端，第四晶体管412的栅极均连接到控制器的第二控制信号端以接收第二数字控制信号DI1。
第三电流源单元包括4N个第五晶体管403(上晶体管)和第六晶体管413(下晶体管)，其中，4N个第五晶体管403的源极均连接供电电压VDD，4N个第五晶体管403的栅极均连接偏置电压VP，4N个第五晶体管403的漏极连接第六晶体管413的源极，第六晶体管413的漏极都连接到第二开关13和比较器211的第一输入端，第第六晶体管413的栅极均连接到控制器的第三控制信号端以接收第三数字控制信号DI2。
第四电流源单元包括8N个第七晶体管404(上晶体管)和第八晶体管414(下晶体管)，其中，8N个第七晶体管404的源极均连接供电电压VDD，8N个第七晶体管404的栅极均连接偏置电压VP，8N个第七晶体管404的漏极连接第八晶体管414的源极，第八晶体管414的漏极都连接到第二开关13和比较器211的第一输入端，第八晶体管414的栅极均连接到控制器的第四控制信号端以接收第四数字控制信号DI3。
第五电流源单元包括16N个第九晶体管405(上晶体管)和第十晶体管415(下晶体管)，其中，16N个第九晶体管405的源极均连接供电电压VDD，16N个第九晶体管405的栅极均连接偏置电压VP，16N个第九晶体管405的漏极连接第十晶体管415的源极，第十晶体管415的漏极都连接到第二开关13和比较器211的第一输入端，第十晶体管415的栅极均连接到控制器的第五控制信号端以接收第五数字控制信号DI4。
第六电流源单元包括32N个第十一晶体管406(上晶体管)和第十二晶体管416(下晶体管)，其中，32N个第十一晶体管406的源极均连接供电电压VDD，32N个第十一晶体管406的栅极均连接偏置电压VP，32N个第十一晶体管406的漏极连接第十二晶体管416的源极，第十二晶体管416的漏极都连接到第二开关13和比较器211的第一输入端，第十二晶体管416的栅极均连接到控制器的第六控制信号端以接收第六数字控制信号DI5。
第七电流源单元包括64N个第十三晶体管407(上晶体管)和第十四晶体管417(下晶体管)，其中，64N个第十三晶体管407的源极均连接供电电压VDD，64N个第十三晶体管407的栅极均连接偏置电压VP，64N个第十三晶体管407的漏极连接第十四晶体管417的源极，第十四晶体管417的漏极都连接到第二开关13和比较器211的第一输入端，第十四晶体管417的栅极均连接到控制器的第七控制信号端以接收第七数字控制信号DI6。
第八电流源单元包括128N个第十五晶体管408(上晶体管)和第十六晶体管418(下晶体管)，其中，128N个第十五晶体管408的源极均连接供电电压VDD，128N个第十五晶体管408的栅极均连接偏置电压VP，128N个第十五晶体管408的漏极连接第十六晶体管418的源极，第十六晶体管418的漏极都连接到第二开关13和比较器211的第一输入端，第十六晶体管418的栅极均连接到控制器的第八控制信号端以接收第八数字控制信号DI7。
应理解，当第二晶体管411在第一数字控制信号DI0的控制下导通时，可调电流源11可提供1倍的电流I；当第四晶体管412在第二数字控制信号DI1的控制下导通时，可调电流源11可提供2倍的电流I；当第六晶体管413在第三数字控制信号DI2的控制下导通时，可调电流源11可提供4倍的电流I；当第八晶体管414在第四数字控制信号DI3的控制下导通时，可调电流源11可提供8倍的电流I；当第十晶体管412在第五数字控制信号DI4的控制下导通时，可调电流源11可提供16倍的电流I；当第十二晶体管412在第六数字控制信号DI5的控制下导通时，可调电流源11可提供32倍的电流I；当第十四晶体管412在第七数字控制信号DI6的控制下导通时，可调电流源11可提供64倍的电流I；当第十六晶体管412在第八数字控制信号DI7的控制下导通时，可调电流源11可提供128倍的电流I。
并且，控制器也可以控制八个电流源单元中多个电流源单元的下晶体管导通，此时可调电流源11可提供的电流为导通多个电流源单元所对应的倍数之和乘以电流I，例如，当第二晶体管411在第一数字控制信号DI0的控制下导通，且第四晶体管412在第二数字控制信号DI1的控制下导通时，可调电流源11可提供3倍的电流I。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，开关调制器221包括：加法器501、数字比较器502、触发器503和信号生成器504。
其中，加法器501与提供时钟信号Clk的时钟信号端相连，加法器501用于通过时钟信号Clk进行累加计数；数字比较器502与控制器相连以获取控制信息例如图3实施例中的周期计数值DT，数字比较器502用于在加法器501的计数值达到控制信息对应的周期计数值DT时生成触发信号例如高电平信号；触发器503与数字比较器502相连，触发器503根据触发信号输出第一电平例如高电平，并在时钟信号Clk的至少一个时钟周期之后输出第二电平例如低电平，从而形成控制信号ph；信号生成器504与触发器503相连，信号生成器504用于根据触发器503输出的第一电平和第二电平(即控制信号ph)生成第一控制信号ph1，并根据触发器输出的第一电平和第二电平(即控制信号ph)生成第二控制信号ph2。
结合图5实施例，加法器501、数字比较器502、触发器503构造为周期可调的占空比为1/DT的时钟控制器，加法器501通过时钟信号Clk累加计数(以二进制进行计数)，当加法器501的计数值等于周期计数值DT对应的二进制数值时，数字比较器502的输出信号Qo变为高电平，进而触发器503输出的控制信号ph为高电平。在下一个时钟周期Clk，时钟信号端为高电平时，触发器503输出的控制信号ph变为低电平，由此得到如图6所示的波形ph，ph为一个占空比为1/DT的控制信号。
信号生成器504可以由反相器和与门构造，例如图5实施例提供了一种实现示例，信号生成器504可以将控制洗好ph转换成两个非交叠的控制信号，其输出的第一控制信号ph1和第二控制信号ph2如图6所示。
在本发明实施例中，通过开关调制器221调节第一开关12和第二开关13的开关周期，可以使计数器212对比较器211的输出信号最大计数到(DT-1)。周期计数值DT可随待测电容201的电容值变化来自动调节。
第一开关12和第二开关13的开关周期的变化只是将量化精度改变。以固定的充电电流给待测电容201充电，待测电容201上的电压达到Vref值的时间还是固定的，因此，还改变充电电流来配合开关周期的改变。通过数字控制信号DI可以改变可调电流源11所提供的电流I的倍数，具体地通过改变数字控制信号DI的值，可以将待测电容201充电到参考电压Vref的时间固定在基准范围内，这有利于待测电容触控是否被触碰的判断。
作为一个示例，基准范围可以基于当前充放电周期即当前周期计数值DT确定，例如基准范围可以为0.8×DT～0.82×DT。当待测电容201充电到参考电压Vref的时间低于基准范围的下限值时，可以减小可调电流源11所提供的充电电流，例如减小DI的值，当待测电容201充电到参考电压Vref的时间高于基准范围的上限值时，可以增大可调电流源11所提供的充电电流，例如增大DI的值。
在触摸后待测电容201充电到参考电压Vref的时间与触摸前待测电容201充电到参考电压Vref的时间之间的差值小于预设阈值时，增大充放电电路10的充电时间，放电时间可以保持不变。
结合图7，本发明的电容触控按键的检测装置的控制流程如下：
步骤S11，第一控制信号ph1为高电平，第二控制信号为ph2为低电平，第一开关12闭合，第二开关13断开，将待测电容201放电到0。
步骤S12，第一控制信号ph1先变为低电平，然后第二控制信号ph2为高电平，使得第一开关12先断开，然后第二开关13闭合，可调电流源11对待测电容201充电，通过比较器211和计数器212，计数出待测电容201充电到参考电压Vref所需要的时间T0。
步骤S13，判断TO是否落在0.8DT～0.82DT的范围内，该范围为有利于做触摸控制的值。
如果是，则执行步骤S15；如果否，则执行步骤S14。
步骤S14，调整数字控制信号DI的值，改变可调电流源11的充电电流，继续进行步骤S11。
步骤S15，判断是否为测试模式。
如果是，则执行步骤S16；如果否，则执行步骤S22。
步骤S16，人体例如手触摸电容触控按键。
步骤S17，第一控制信号ph1为高电平，第二控制信号为ph2为低电平，第一开关12闭合，第二开关13断开，将待测电容201放电到0。
步骤S18，第一控制信号ph1先变为低电平，然后第二控制信号ph2为高电平，使得第一开关12先断开，然后第二开关13闭合，可调电流源11对待测电容201充电，通过比较器211和计数器212，计数出待测电容201充电到参考电压Vref所需要的时间T1。
步骤S19，计算步骤S18得到的时间T1与步骤S12得到的时间T0之间的差值ΔT，即ΔT＝T1-T0，判断ΔT是否大于预设阈值。
如果是，则执行步骤S21；如果否，则执行步骤S20。
步骤S20，如果步骤S19得到ΔT小于预设阈值，则调整DT值，改变开关调制器输出的第一控制信号和第二控制信号的周期值，然后回到步骤S11。
步骤S21，如果步骤S19得到ΔT大于预设阈值，则系统设为工作模式，进入正常工作。
步骤S22，第一控制信号ph1为高电平，第二控制信号为ph2为低电平，第一开关12闭合，第二开关13断开，将待测电容201放电到0。
步骤S23，第一控制信号ph1先变为低电平，然后第二控制信号ph2为高电平，使得第一开关12先断开，然后第二开关13闭合，可调电流源11对待测电容201充电，通过比较器211和计数器212，计数出待测电容201充电到参考电压Vref所需要的时间T1。
步骤S24，计算步骤S23得到的时间T1与步骤S12得到的时间T0之间的差值ΔT，即ΔT＝T1-T0，判断ΔT是否大于预设检测阈值例如Tref/2。
如果是，则执行步骤S25；如果否，则执行步骤S26。
步骤S25，判断电容触控按键有触摸，输出标志位“1”，然后回到步骤S11，重新进行感测。
步骤S26，判断电容触控按键无触摸，输出标志位“0”，然后回到步骤S11，重新进行感测。
需要说明的是，上述电容触控按键的检测装置的控制流程可以在接收到用户输入的触摸测试指令时执行，也可以在设备首次开机时执行，或者还可以在设备每次开机时执行，或者还可以每隔一段时间执行，本发明对此不做限定。
如上所述，在本发明实施例中，如图3所示，提供了一种电容触控按键的检测装置，包括：第一开关12、第二开关13、比较器211、计数器212、可调电流源11和开关调制器221。
其中，第一开关12连接被测电容201和地，通过第一开关12可以实现对待测电容201周期性的放电到地；第二开关13连接待测电容201和可调电流源11，通过第二开关13实现对待测电容201进行充电；比较器211通过第二开关13连接待测电容201，比较器211用于比较待测电容201上的电压与参考电容Vref，以输出比较信号；计数器212使用时钟信号Clk来对比较器211输出的比较信号进行计数，完成模拟信号的数字量化，作为是否触摸的判断数值，具体地，计数器212根据量化的数字，判断待测电容201的容值，输出数字控制信号给可调电流源11，使对待测电容201的充电在合适范围内；开关调制器221可为可调信号周期的开关控制器，控制第一开关12和第二开关13的闭合时间与断开时间，计数器212根据量化的数字，判断待测电容201的电容改变量，输出控制信息给开关调制器221，控制开关调制器所提供的第一控制信号和第二控制信号的开关周期值。
由此，本发明实施例根据待测电容的容值和待测电容触摸后的电容改变量，自动调节充放电周期和充电电流，来改变电容触控感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键。
基于上述实施例，本发明实施例还提出了一种触控芯片，包括电容触控按键的检测装置。
根据本发明实施例提出的触控芯片，通过上述实施例的电容触控按键的检测装置，能够改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精高度。
基于上述实施例，本发明实施例还提出了一种电器设备，包括触控芯片。
根据本发明实施例提出的电器设备，能够改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精高度。
与上述实施例相对应，本发明实施例还提出了一种电容触控按键的检测方法。
图8为根据本发明实施例的电容触控按键的检测方法的流程图。如图8所示，电容触控按键的检测方法，包括以下步骤：
S1：在通过充放电电路对电容触摸按键中的待测电容进行充放电的过程中，对待测电容的容值变化进行检测，以生成相应的检测信息；
S2：根据相应的检测信息对充放电电路的充放电参数进行调节。
根据本发明的一个实施例，充放电电路的充放电参数包括充电电流和充放电周期，其中，根据相应的检测信息对充放电电路的充放电参数进行调节包括：在测试模式下，获取待测电容的第一检测信息和第二检测信息；根据第一检测信息和第二检测信息对充放电电路的充电电流和充放电周期进行调节，其中，第一检测信息用于指示电容触摸按键被触摸前待测电容的容值，第二检测信息用于指示电容触摸按键被触摸时待测电容的容值。
根据本发明的一个实施例，充放电周期包括充电时间和放电时间，其中，根据第一检测信息和第二检测信息对充放电电路的充电电流和充放电周期进行调节包括：根据第一检测信息对充放电电路的充电电流进行调节；根据第一检测信息和第二检测信息对充放电电路的充放电周期进行调节。
根据本发明的一个实施例，根据第一检测信息对充放电电路的充电电流进行调节包括，在第一检测信息未处于基准范围内时，调节充放电电路的充电电流；根据第一检测信息和第二检测信息对充放电电路的充放电周期进行调节包括，在第一检测信息和第二检测信息之间的差值小于预设阈值时，调节充放电电路的充电时间。
需要说明的是，前述对电容触控按键的检测装置实施例的解释说明也适用于该实施例的烹电容触控按键的检测方法，此处不再赘述。
根据本发明实施例提出的电容触控按键的检测装置，在通过充放电电路对电容触摸按键中的待测电容进行充放电的过程中，对待测电容的容值变化进行检测，以生成相应的检测信息，并根据相应的检测信息对充放电电路的充放电参数进行调节，从而，能够改变电容触控电容感测的分辨率，自适应不同的电容触控按键，有效检测按键是否被触摸，检测精高度。
为达到上述实施例的方法，本发明实施例还提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有电容触控按键的检测程序，该程序被处理器执行时实现的电容触控按键的检测方法。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电容触控按键的检测装置，其特征在于，包括：
充放电电路，所述充放电电路用于对所述电容触控按键中的待测电容进行充放电；以及
控制电路，所述控制电路与所述充放电电路相连，所述控制电路用于控制所述充放电电路对所述待测电容进行充放电，并对所述充放电电路的充放电参数进行调节；
所述充放电电路的充放电参数包括充电电流和充放电周期，所述充放电周期为充电时间与放电时间之和，其中，控制单元用于在测试模式下，获取所述待测电容的第一检测信息和第二检测信息，并根据所述第一检测信息和第二检测信息对所述充放电电路的充电电流和充放电周期进行调节，其中，所述第一检测信息用于指示所述电容触控按键被触摸前所述待测电容的容值，所述第二检测信息用于指示所述电容触控按键被触摸时所述待测电容的容值；
所述控制电路包括：
电容检测单元，所述电容检测单元连接所述待测电容，所述电容检测单元用于对所述待测电容的容值变化进行检测，以生成相应的检测信息；
控制单元，所述控制单元与所述电容检测单元和所述充放电电路相连，所述控制单元用于在所述第一检测信息未处于基准范围内时，调节所述充放电电路的充电电流，以及，在所述第一检测信息和所述第二检测信息之间的差值小于预设阈值时，调节所述充放电电路的充电时间。
2.根据权利要求1所述的电容触控按键的检测装置，其特征在于，所述充放电电路包括：
可调电流源，所述可调电流源用于向所述待测电容提供充电电流；
第一开关，所述第一开关连接在所述待测电容与地之间，所述第一开关用于控制所述待测电容对所述地进行放电；
第二开关，所述第二开关连接在所述可调电流源与所述待测电容之间，所述第二开关用于控制所述可调电流源对所述待测电容进行充电；
其中，所述充电电流可调节，所述第一开关和所述第二开关的开关周期可调节。
3.根据权利要求2所述的电容触控按键的检测装置，其特征在于，所述可调电流源包括M个电流源单元，其中，第i个电流源单元包括：
2（i-1）×N个上晶体管，每个所述上晶体管的源极连接供电电压，每个所述上晶体管的栅极连接偏置电压，每个所述上晶体管在所述偏置电压的控制下导通，其中，N为整数，i取1、2、……、N；
下晶体管，所述下晶体管的源极连接所述2（i-1）×N个上晶体管的漏极，所述下晶体管的漏极连接所述第二开关，所述下晶体管的栅极连接所述控制单元，所述下晶体管在所述控制单元的控制下导通或关断；
其中，所述控制单元通过控制所述M个电流源单元的开关状态以调节所述可调电流源提供的充电电流。
4.根据权利要求2所述的电容触控按键的检测装置，其特征在于，所述电容检测单元包括：
比较器，所述比较器的第一输入端通过所述第二开关连接所述待测电容，所述比较器的第二输入端与参考电压的参考电压提供端相连；
计数器，所述计数器与所述比较器的输出端相连，所述计数器还提供时钟信号的时钟信号端相连，所述计数器用于在所述充放电电路进行充电时，通过所述时钟信号对所述待测电容的电压达到所述参考电压所需的时间进行计数；
其中，将所述计数器在所述待测电容的电压达到所述参考电压时的计数值作为所述检测信息。
5.根据权利要求4所述的电容触控按键的检测装置，其特征在于，所述控制单元包括：
开关调制器，用于获取控制信息，根据所述控制信息生成第一控制信号和第二控制信号，并分别输出给所述第一开关和所述第二开关，以对应控制所述第一开关和所述第二开关的导通或关断，其中，所述控制信息用于指示所述第一控制信号和第二控制信号的周期值；
控制器，所述控制器与所述开关调制器、所述计数器和所述可调电流源相连，所述控制器用于根据所述计数器在所述待测电容的电压达到所述参考电压时的计数值生成所述控制信息，还根据所述计数器在所述待测电容的电压达到所述参考电压时的计数值对所述可调电流源提供的充电电流进行调节。
6.根据权利要求5所述的电容触控按键的检测装置，其特征在于，所述开关调制器包括：
加法器，所述加法器与提供时钟信号的时钟信号端相连，所述加法器用于通过所述时钟信号进行累加计数；
数字比较器，所述数字比较器与所述控制器相连以获取所述控制信息，所述数字比较器用于在所述加法器的计数值达到所述控制信息对应的周期计数值时生成触发信号；
触发器，所述触发器与所述数字比较器相连，所述触发器根据所述触发信号输出第一电平，并在所述时钟信号的至少一个时钟周期之后输出第二电平；
信号生成器，所述信号生成器与所述触发器相连，所述信号生成器用于根据所述触发器输出的第一电平和第二电平生成所述第一控制信号，并根据所述触发器输出的第一电平和第二电平生成所述第二控制信号。
7.一种触控芯片，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的电容触控按键的检测装置。
8.一种电器设备，其特征在于，包括如权利要求7所述的触控芯片。
9.一种电容触控按键的检测方法，其特征在于，包括：
在通过充放电电路对所述电容触控按键中的待测电容进行充放电的过程中，对所述待测电容的容值变化进行检测，以生成相应的检测信息；
根据相应的检测信息对所述充放电电路的充放电参数进行调节；
所述充放电电路的充放电参数包括充电电流和充放电周期，所述充放电周期为充电时间与放电时间之和，其中，所述根据相应的检测信息对所述充放电电路的充放电参数进行调节包括：
在测试模式下，获取所述待测电容的第一检测信息和第二检测信息；
根据所述第一检测信息和第二检测信息对所述充放电电路的充电电流和充放电周期进行调节，其中，所述第一检测信息用于指示所述电容触控按键被触摸前所述待测电容的容值，所述第二检测信息用于指示所述电容触控按键被触摸时所述待测电容的容值；
其中，所述充放电周期包括充电时间和放电时间，其中，所述根据所述第一检测信息和第二检测信息对所述充放电电路的充电电流和充放电周期进行调节包括：
在所述第一检测信息未处于基准范围内时，调节所述充放电电路的充电电流；
在所述第一检测信息和所述第二检测信息之间的差值小于预设阈值时，调节所述充放电电路的充电时间。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有电容触控按键的检测程序，该程序被处理器执行时实现如权利要求9所述的电容触控按键的检测方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113644905B (zh) * 2021-08-11 2024-01-05 上海芯跳科技有限公司 一种电容式触摸按键检测系统
CN114221644B (zh) * 2022-02-22 2023-08-29 杭州炬源智能科技有限公司 一种带触摸按键的智能水表以及触摸按键的检测方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009042903A (ja) * 2007-08-07 2009-02-26 Seiko Instruments Inc 表示装置付静電検出装置及び静電容量検出方法
TW201131177A (en) * 2010-03-12 2011-09-16 Nuvoton Technology Corp Capacitive sensor and sensing method
CN103248319A (zh) * 2012-04-25 2013-08-14 嘉兴联星微电子有限公司 一种低功耗振荡电路
CN103713784A (zh) * 2013-04-12 2014-04-09 深圳市汇春科技有限公司 电容式触摸检测电路、装置及其防污渍致误识别的方法
CN104049818A (zh) * 2013-03-13 2014-09-17 十速兴业科技（深圳）有限公司 电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法
CN106953622A (zh) * 2017-03-01 2017-07-14 北京时代民芯科技有限公司 一种可编程调节共模电平的高速时钟接收电路
CN109560804A (zh) * 2018-11-07 2019-04-02 珠海格力电器股份有限公司 一种触摸按键控制方法、控制电路、芯片

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI386656B (zh) * 2009-07-02 2013-02-21 Novatek Microelectronics Corp 電容值測量電路與方法
CN106055183B (zh) * 2012-12-30 2019-11-08 比亚迪股份有限公司 电容检测电路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009042903A (ja) * 2007-08-07 2009-02-26 Seiko Instruments Inc 表示装置付静電検出装置及び静電容量検出方法
TW201131177A (en) * 2010-03-12 2011-09-16 Nuvoton Technology Corp Capacitive sensor and sensing method
CN103248319A (zh) * 2012-04-25 2013-08-14 嘉兴联星微电子有限公司 一种低功耗振荡电路
CN104049818A (zh) * 2013-03-13 2014-09-17 十速兴业科技（深圳）有限公司 电容式触控系统、其初始化方法与其检测触控方法
CN103713784A (zh) * 2013-04-12 2014-04-09 深圳市汇春科技有限公司 电容式触摸检测电路、装置及其防污渍致误识别的方法
CN106953622A (zh) * 2017-03-01 2017-07-14 北京时代民芯科技有限公司 一种可编程调节共模电平的高速时钟接收电路
CN109560804A (zh) * 2018-11-07 2019-04-02 珠海格力电器股份有限公司 一种触摸按键控制方法、控制电路、芯片

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A multi-touch interface circuit for a large-sized capacitive touch panel;Juan-Yao Ruan;《SENSORS, 2010 IEEE》;20110120;全文 *
基于ST1633触摸屏系统的设计;张鹏;《中国优秀硕士学位论文全文数据库》;20170315;全文 *

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