CN114115610A - 一种触摸控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种触摸控制电路，包括控制模块、电容感应模块和触摸模块；控制模块向电容感应模块提供参考电压、发送稳定频率的方波信号，采集电容感应模块的电压变化，经处理后，向下游电路发送动作指令；所述方波信号的频率可根据电路需求预先设置；电容感应模块，包括第一电阻，第二电阻，电容，第一开关，第二开关和模数转换器，用于检测触摸模块是否有人体接触；触摸模块，包括一个或多个触摸通道，用于人体直接接触和隔空触摸。本发明具有电路实现简单、面积小，触控精确，触摸方法简单的优点。

Description

一种触摸控制电路

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种触摸控制电路。

背景技术

触控技术在生活中随处可见，如触屏手机，触屏操作的小家电及触屏开关等等。实现触控主要采用电阻式触控、电容式触控等技术，其中电容式触控由于具有响应快、成本低等特点，得到广泛应用。随着技术的发展，人们对电容式触控电路的需求也发生转变，要求在触控精准的基础上，进一步简化电路、缩小电路面积。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种触摸控制电路，包括控制模块、电容感应模块和触摸模块；

控制模块向电容感应模块提供参考电压、输出频率稳定的方波信号，采集电容感应模块的电压变化，经处理后，向下游电路发送动作指令；所述方波信号的频率可根据电路需求预先设置，例如通过设置参考电压，来控制方波信号的高低电平；

电容感应模块，包括第一电阻，第二电阻，电容，第一开关，第二开关和模数转换器，用于检测触摸模块是否有人体直接接触或隔空接触；

触摸模块，包括一个或多个触摸通道，用于人体直接接触和隔空触摸。

进一步地，所述电容感应模块包括第一电阻，第二电阻，电容，第一开关，第二开关和模数转换器；

所述第一电阻与所述第二电阻串联；所述第一开关的正极连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述第二开关的正极连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述电容连接于所述第二电阻与第一电阻连接的相对端，所述电容与所述第二电阻连接的相对端接地；

所述模数转换器连接于所述第二电阻与所述电容之间，用于采集所述电容的电压。

进一步地，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值可根据具体需要调整；所述电容为低温漂电容。

进一步地，所述控制模块的输出端与串联的第一电阻和第二电阻连接，实现与电容感应模块的供电和通讯；所述触摸模块连接于串联的第一电阻和第二电阻之间。

进一步地，所述控制模块向电容感应模块输出频率稳定的方波信号可采用比较器、振荡电路或其他可输出方波信号的电路实现。

进一步地，所述触摸通道包括多路选择开关、上拉电阻和人体接触点。

进一步地，所述多个触摸通道并联；所述多路选择开关的输入端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述多路选择开关的第一输出端连接于所述上拉电阻；所述多路选择开关的第二输出端连接于所述人体接触点。

进一步地，所述触摸模块最多同时接通一个触摸通道。

进一步地，本发明还提供了上述触摸控制电路的具体工作方法：

所述控制模块向所述电容感应模块、所述触摸模块供电，并不间断地发送方波信号至所述电容感应模块，直至所述电容感应模块；

在所述控制模块输出高电平时，所述第一开关断开，所述第二开关接通，电流通过所述第一电阻、所述第二开关，向所述电容充电；在所述控制模块输出低电平时，所述第一开关接通，所述第二开关断开，所述电容C放电，电流经所述第二电阻、第一开关流向所述控制模块；直至所述电容C处形成稳定电压；

当所述触摸模块无接触时，所述触摸通道的多路选择开关接通第一输出端；

当所述触摸模块有物体接触时，所述触摸通道的多路选择开关接通第二输出端；所述电容的放电速度加快、充电速度减慢，所述模数转换器采集到的电容C处的电压下降；所述控制模块监测所述模数转换器采集的电压数据，经处理后，发送相应动作指令至下游电路，实现触摸控制；

具体地，当所述触摸模块只有一个触摸通道有物体接触时，该触摸通道的多路选择开关接通第二输出端，所述电容的放电速度加快，充电速度减慢，所述模数转换器采集到的所述电容的电压下降，所述控制模块监测所述模数转换器采集的电压数据，经处理后，发送相应动作指令至下游电路，实现触摸控制；

当所述触摸模块同时有两个或两个以上的触摸通道有物体接触时，首先接通其中一个触摸通道的多路选择开关的第二输出端，待所述控制模块监测并处理完该触摸通道接通引起的电压变化数据，并发送相应动作指令至下游电路，完成触控后，该触摸通道的多路选择开关上拉至第一输出端，下一个触摸通道的多路选择开关连接第二输出端，依次完成触摸通道的触控。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

（1）通过两个电阻、两个开关、一个电容和一个模数转换器即可实现触摸感应，电路实现简单、面积小；

（2）控制电路输出的方波信号频率稳定，同时采用低温漂电容，降低了电路自身的误差，使触控更加准确，触摸方法更简单。

附图说明

图1为本发明提供的一种触摸控制电路的模块示意图。

图2为本发明实施例1提供的一种触摸控制电路的电路图。

图3为本发明实施例2提供的一种触摸控制电路的电路图。

具体实施方式

以下将结合具体实施例，对本发明进行进一步地说明。

实施例1提供一种触摸控制电路，如图1所示，该触摸控制电路包括控制模块、电容感应模块和触摸模块；控制模块通过供电、通讯接口，向触摸控制电路提供参考电压VREF，及输出预先设置好的频率稳定的方波信号，并根据电容感应模块的电压变化，向下游电路发送动作指令。

如图2所示，电容感应模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、电容C、第一开关S1、第二开关S2及模数转换器ADC，用于检测触摸模块是否有人体接触；触摸模块包括一个触摸通道，所述触摸通道包括多路选择开关S3、上拉电阻R3和人体接触点T，多路选择开关的第一输出端2连接于所述上拉电阻，上拉电阻R3的另一端接电源VCC；多路选择开关的第二输出端3连接于所述人体接触点，用于人体直接接触。

第一电阻R1与所述第二电阻R2串联；第一开关S1的正极连接于所述第一电阻R1与所述第二电阻R2之间；

第二开关S2的正极连接于第一电阻R1与第二电阻R2之间；

电容C连接于第二电阻R2与第一电阻R1连接的相对端，电容C与第二电阻R2连接的相对端接地；

模数转换器ADC连接于第二电阻R2与电容C之间，用于采集电容的电压。

控制模块通过供电、通讯接口与串联的第一电阻和第二电阻连接；触摸模块的触摸通道通过第三开关S3连接于串联的第一电阻和第二电阻之间；当无人体接触时，第三开关S3接通第一输出端。

在本实施例中，整个电路的工作电压为5V，控制模块的输出频率设置为200kHz，50%占空比，第一电阻R1与第二电阻R2阻值相同，均为100KOhm，电容C采用低温漂电容。

当所述触摸模块无接触的情况下，触摸通道的多路选择开关S3接通第一输出端2；在所述控制模块输出高电平时，所述第一开关S1断开，所述第二开关S2接通，电流通过所述第一电阻R1、所述第二开关S2，向所述电容C充电；在控制模块输出低电平时，所述第一开关S1接通，所述第二开关S2断开，电容C放电，电流经所述第二电阻R2、第一开关S1流向所述控制模块；直至所述电容C处形成稳定电压；

当所述触摸模块有物体接触的情况下，触摸通道的多路选择开关S3接通第二输出端3；所述电容C的放电速度加快、充电速度减慢，所述模数转换器ADC采集到的电压下降；

控制模块监测模数转换器的电压数据，经过处理后，发送相应的动作指令至下游电路，实现触摸控制。

实施例2提供一种触摸控制电路，包括控制模块、电容感应模块和触摸模块；如图3所示，控制模块用于向触摸控制电路提供参考电压VREF和输出频率稳定的方波信号，并根据电容感应模块的电压变化，向下游电路发送动作指令；

电容感应模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、电容C、第一开关S1、第二开关S2及模数转换器ADC，用于检测触摸模块是否有人体接触；触摸模块包括8个并联的触摸通道，分别为第一触摸通道P1、第二触摸通道P2、第三触摸通道P3、第四触摸通道P4、第五触摸通道P5、第六触摸通道P6、第七触摸通道P7、第八触摸通道P8；每个触摸通道包括一个多路选择开关、一个上拉电阻和一个人体直接接触点；

具体地，第一触摸通道P1包括第三开关S3、第三电阻R3和第一接触点T1；

第二接触通道P2包括第四开关S4、第四电阻R4和第二接触点T2；

第三接触通道P3包括第五开关S5、第五电阻R5和第三接触点T3；

第四接触通道P4包括第六开关S6、第六电阻R6和第四接触点T4；

第五接触通道P5包括第七开关S7、第七电阻R7和第五接触点T5；

第六接触通道P6包括第八开关S8、第八电阻R8和第六接触点T6；

第七接触通道P7包括第九开关S9、第九电阻R9和第七接触点T7；

第八接触通道P8包括第十开关S10、第十电阻R10和第八接触点T8。

第一电阻R1与所述第二电阻R2串联；第一开关S1的正极连接于所述第一电阻R1与所述第二电阻R2之间；

第二开关S2的正极连接于第一电阻R1与第二电阻R2之间；

电容C连接于第二电阻R2与第一电阻R1连接的相对端，电容C与第二电阻R2连接的相对端接地；

模数转换器ADC连接于第二电阻R2与电容C之间，用于采集电容C的电压；

控制模块的供电、通讯接口与串联的第一电阻和第二电阻连接；

触摸模块中，第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7、第八开关S8、第九开关S9、第十开关S10并联，第三开关S3～第十开关S10的输入端1连接于串联的第一电阻R1、第二电阻R2之间；第三开关S3～第十开关S10的第一输出端2分别与第三电阻R3～第十电阻R10连接；第三电阻R3～第十电阻R10的另一端接电源VCC；第三开关S3～第十开关S10的第二输出端3分别与第一接触点T1～第八接触点T8连接。

在本实施例中，整个电路的工作电压为3V，控制模块输出的信号频率设置为500kHz，50%占空比，第一电阻R1与第二电阻R2阻值相同，均为300KOhm，电容C采用低温漂电容。

在所述控制模块输出高电平时，所述第一开关S1断开，所述第二开关S2接通，电流通过所述第一电阻R1、所述第二开关S2，向所述电容C充电；在所述控制模块输出低电平时，所述第一开关S1接通，所述第二开关S2断开，所述电容C放电，电流经所述第二电阻R2、第一开关S1流向所述控制模块；直至所述电容C处形成稳定电压；

当所述触摸模块无接触时，第三开关S3～第十开关S10接通第一输出端2，电路按照振荡电路输出的信号频率运行，此时模数转换器ADC处电压稳定；

当所述触摸模块只有第一触摸通道P1对应的第一接触点T1有物体接触时，第一触摸通道P1的第三开关S3接通第二输出端3；所述电容C的放电速度加快、充电速度减慢，所述模数转换器ADC采集到的电压下降；所述控制模块监测所述模数转换器ADC采集的电压数据，经处理后，发送相应的动作指令至下游电路，实现触摸控制。

当所述触摸模块的第三触摸点T3、第五触摸点T5和第八触摸点T8同时有物体接触时，依次接通第三触摸通道P3、第五触摸通道P5和第八触摸通道P8。

具体地，首先接通第三触摸通道P3，,第五开关S5接通第二输出端，待所述控制模块监测并处理完第三触摸通道P3接通引起的电压变化数据，并发送相应动作指令至下游电路，完成触控后，第五开关S5上拉至第一输出端2，断开第三触摸通道P3；

接着，接通第五触摸通道P5，第七开关S7接通第二输出端3，待所述控制模块监测并处理完第五触摸通道P5接通引起的电压变化数据，并发送相应动作指令至下游电路，完成触控后，第七开关S7上拉至第一输出端2，断开第五触摸通道P5；

接着，接通第八触摸通道P8，第十开关S10接通第二输出端3，控制模块监测并处理完第八触摸通道P8接通引起的电压变化数据，并发送相应动作指令至下游电路，完成触控。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种触摸控制电路，其特征在于，包括控制模块、电容感应模块和触摸模块；

控制模块向电容感应模块提供参考电压、发送稳定频率的方波信号，采集电容感应模块的电压变化，经处理后，向下游电路发送动作指令；所述方波信号的频率可根据电路需求预先设置；

电容感应模块，包括第一电阻，第二电阻，电容，第一开关，第二开关和模数转换器，用于检测触摸模块是否有人体接触；

触摸模块，包括一个或多个触摸通道，用于人体直接接触和隔空触摸。

2.根据权利要求1所述的触摸控制电路，其特征在于，所述电容感应模块中，所述第一电阻与所述第二电阻串联；所述第一开关的正极连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述第二开关的正极连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述电容连接于所述第二电阻与第一电阻连接的相对端，所述电容与所述第二电阻连接的相对端接地；

所述模数转换器连接于所述第二电阻与所述电容之间，用于采集所述电容的电压。

3.根据权利要求2所述的触摸控制电路，其特征在于，所述第一电阻与所述第二电阻的阻值可根据具体需要调整；所述电容为低温漂电容。

4.根据权利要求2所述的触摸控制电路，其特征在于，所述控制模块的输出端与串联的第一电阻和第二电阻连接；所述触摸模块连接于串联的第一电阻和第二电阻之间。

5.根据权利要求1所述的触摸控制电路，其特征在于，所述控制模块向电容感应电路输出频率可调的方波信号可采用比较器、振荡电路或其他可输出方波信号的电路实现。

6.根据权利要求1所述的触摸控制电路，其特征在于，所述触摸通道包括多路选择开关、上拉电阻和人体接触点。

7.根据权利要求6所述的触摸控制电路，其特征在于，所述多个触摸通道并联；所述多路选择开关的输入端连接于所述第一电阻与所述第二电阻之间；

所述多路选择开关的第一输出端连接于所述上拉电阻；所述多路选择开关的第二输出端连接于所述人体接触点。

8.根据权利要求7所述的触摸控制电路，其特征在于，所述触摸模块最多同时接通一个触摸通道。

9.根据权利要求1～8任一项所述的触摸控制电路，其特征在于，所述触摸控制电路的具体工作方法为：

所述控制模块向所述电容感应模块、所述触摸模块供电，根据预先设置，不间断地发送稳定频率的方波信号至所述电容感应模块；

在所述控制模块输出高电平时，所述第一开关断开，所述第二开关接通，电流通过所述第一电阻、所述第二开关，向所述电容充电；在所述控制模块输出低电平时，所述第一开关接通，所述第二开关断开，所述电容C放电，电流经所述第二电阻、第一开关流向所述控制模块；直至所述电容C处形成稳定电压；

当所述触摸模块无接触时，所述触摸通道的多路选择开关接通第一输出端；

当所述触摸模块有接触时，所述触摸通道的多路选择开关接通第二输出端；所述电容的放电速度加快、充电速度减慢，所述模数转换器采集到的电容C处的电压下降；

所述控制模块监测所述模数转换器采集的电压数据，经处理后，发送相应动作指令至下游电路，实现触摸控制。

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