CN115599229B - 一种触控笔的控制方法和触控笔设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种触控笔的控制方法和触控笔设备，涉及终端技术领域。触控笔包括打码模块和触摸检测模块，该触控笔的控制方法包括以下步骤：打码模块发射打码信号；当进入打码空闲区间时，打码模块向触摸检测模块发送打码中断信号；响应于打码中断信号，触摸检测模块执行触控容值采样，其中，打码模块在打码空闲区间不发射打码信号，触控容值采样的时长小于等于打码空闲区间的时长。由此有效地降低了打码信号对触控容值采样的干扰。

Description

一种触控笔的控制方法和触控笔设备

技术领域

本申请涉及终端技术领域，具体地涉及一种触控笔的控制方法和触控笔设备。

背景技术

随着手机、平板的广泛应用，触控笔越来越多的出现在人们的生活中，通过触控笔可以更加方便准确地在手机、平板上进行写字和绘画。有些触控笔为了提高用户体验，会在笔上增加触摸检测装置，识别握笔状态和手势，例如握持、双击、上滑、下滑等。这些握笔状态和手势传递给平板后可以做出不同的响应，例如双击笔身可以在书写过程中进行笔刷、橡皮的切换，上下滑动可以进行翻页等。

现有的触控笔一般还包括笔尖打码芯片，触控笔在靠近显示屏和书写时，笔尖打码芯片会产生特定的打码信号，平板显示屏根据打码信号区分手指和笔，精确地计算出书写的坐标。由于触控笔的笔尖打码信号电压普遍较高，约40V左右，会对主板带来较明显的电磁干扰，从而对触摸检测装置产生较大的干扰噪声，影响握笔手势检测的准确度。

发明内容

本申请提供一种触控笔的控制方法和触控笔设备，该方法在进行触控容值采样时，将触控容值采样时间控制在打码时序的空闲区间，有效降低打码信号对触控容值采样的干扰。

为达到上述目的，本申请的实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种触控笔的控制方法，触控笔包括打码模块和触摸检测模块，包括：打码模块仅在第一周期的打码区间向终端设备发射打码信号；打码模块仅在第一周期的空闲区间发送打码中断信号；响应于打码中断信号，触摸检测模块仅在第一周期的空闲区间执行触控容值采样。

在此基础上，在打码模块发射打码信号时，通过将触摸检测模块执行触控容值采样的时段设置在不发射打码信号的空闲区间内，使得触控容值采样的时间与打码信号的时间不重叠，可以避免笔尖打码信号对触摸检测模块的干扰。

在第一方面的一种可能的设计方式中，触控笔还包括处理器，响应于打码中断信号，触摸检测模块仅在第一周期的空闲区间执行触控容值采样，包括：打码模块仅在第一周期的空闲区间向处理器发送打码中断信号；响应于打码中断信号，处理器向触摸检测模块发送触控容值采样指令；响应于触控容值采样指令，触摸检测模块仅在第一周期的空闲区间执行触控容值采样。

在此基础上，通过设置处理器，对打码中断信号进行处理，并根据打码中断信号生成相应的采样指令，对触摸检测模块的工作状态进行控制，使得触控容值采样的时间与打码信号的时间不重叠。

在第一方面的一种可能的设计方式中，该方法还包括：在打码模块在第一周期的打码区间向终端设备发射打码信号之前，处理器确定触控笔与终端设备之间的距离小于或等于预设距离。

在此基础上，通过检测触控笔与终端设备之间的距离，来确定打码模块是否向终端设备发射打码信号。

在第一方面的一种可能的设计方式中，该方法还包括：在处理器确定触控笔与终端设备之间的距离大于预设距离的情况下，触摸检测模块基于第二周期执行触控容值采样，其中，第二周期的时长与第一周期的时长不同。

在此基础上，通过确定触控笔与终端设备之间的距离，来切换触摸检测模块的触控容值采样频率，可以满足触控笔在不同场景下的工作需求。

在第一方面的一种可能的设计方式中，当处理器在经过预设的第一时长仍未接收到打码中断信号时，处理器控制触摸检测模块基于第二周期执行触控容值采样，第二周期的时长与第一周期的时长不同。

在此基础上，通过设置对打码中断信号的检测，在经过预设的第一时长后仍未收到打码中断信号，则判断打码模块未发射打码信号，此时可以切换触摸检测模块的触控容值采样频率，以满足触控笔在不同场景下的需求。

在第一方面的一种可能的设计方式中，触摸检测模块仅在第一周期的空闲区间执行触控容值采样，包括：触摸检测模块仅在第一周期的空闲区间，基于第三周期执行触控容值采样，第三周期的时长与第一周期的时长相同。

在此基础上，通过设置第三周期的时长与第一周期的时长相同，使得触控检测模块在进行触控容值采样时，可以采用与打码信号相同的频率，实现在多个周期内，避免笔尖打码信号对触摸检测模块的干扰。

第二方面，本申请提供一种触控笔设备，包括用于存储计算机程序指令的存储器、用于执行程序指令的处理器、打码模块和触摸检测模块，当该计算机程序指令被处理器执行时，触发触控笔执行上述第一方面及其任一种可能的设计方式中所提供的方法。

第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在程序运行时控制计算机可读存储介质所在设备执行上述第一方面及其任一种可能的设计方式中所提供的方法。

可以理解地，上述提供的第二方面所提供的触控笔，第三方面所提供的计算机可读存储介质所能达到的有益效果，可参考如第一方面及其任一种可能的设计方式中的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例适用的一种场景示意图；

图2A为本申请实施例提供的触控笔的结构示意图；

图2B为本申请实施例提供的触控笔的部分拆分结构示意图；

图3为本申请实施例提供的触控笔与电子设备交互的示意图；

图4为本申请实施例提供的一种触控笔的硬件结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图；

图6为本申请实施例提供的一种信号时序图；

图7为本申请实施例提供的一种触控笔的控制方法的流程示意图；

图8A为本申请实施例提供的当触控笔距离电子设备较远时的信号时序图；

图8B为本申请实施例提供的当触控笔距离电子设备较近时的信号时序图；

图9为本申请实施例提供的另一种触控笔的控制方法的流程示意图；

图10为本申请实施例提供的另一种信号时序图；

图11为本申请实施例提供的另一种触控笔的硬件结构示意图；

图12为本申请实施例提供的又一种触控笔的硬件结构示意图；

图13为本申请实施例提供的又一种信号时序图。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

本申请以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括复数表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。还应当理解，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请以下实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为暗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一个或者更多个该特征，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

目前，随着手机、平板等电子产品的广泛应用，触控笔越来越多的出现在人们的生活中，通过触控笔可以更加方便准确地在手机、平板上进行写字和绘画等操作。有些触控笔为了提高用户体验，会在笔上增加触摸检测装置，以识别握笔状态和手势，例如，可以识别出用户对触控笔进行握持、双击、上滑、下滑等操作。触控笔将这些握笔状态和手势传递给平板后，平板可以根据不同的状态和手势做出不同的响应，例如，用户双击笔身时，可以在书写过程中进行笔刷、橡皮的切换，用户进行上滑、下滑的操作可以进行翻页等。

图1为本申请实施例适用的一种场景示意图。参照图1所示，该场景中包括触控笔(Stylus)100和电子设备200，图1中以电子设备200为平板电脑(Portable AndroidDevice，PAD)为例进行说明。触控笔100可以向电子设备200提供输入，电子设备200基于触控笔100的输入，执行响应于该输入的操作。例如，用户打开电子设备200上的绘画应用程序、备忘录应用程序，或者电子设备200的全局书写功能等时，用户可以使用触控笔100在电子设备200的触摸屏201上进行绘画、书写等操作(统一称为绘制操作)，相应的，电子设备200可以在触摸屏201显示触控笔100绘制的笔迹。

在一种实施例中，该场景中还可以包括无线键盘300。无线键盘300也可以向电子设备200提供输入，电子设备200基于无线键盘300的输入，执行响应于该输入的操作。无线键盘300上可以设置触控区域，触控笔100可以操作无线键盘300的触控区域，向无线键盘300提供输入，无线键盘300可以基于触控笔100的输入执行响应于该输入的操作。

在一种实施例中，触控笔100和电子设备200之间、触控笔100和无线键盘300之间，以及电子设备200和无线键盘300之间，可以通过通信网络进行互联，以实现无线信号的交互。该通信网络可以但不限于为：WI-FI热点网络、WI-FI点对点(peer-to-peer，P2P)网络、蓝牙网络、zigbee网络或近场通信(near field communication，NFC)网络等近距离通信网络。下述实施例中主要讲述触控笔100和电子设备200之间的交互过程。

本申请的一个或多个实施例中，触控笔100为有源电容笔，也可以称为主动式电容笔或主动笔。在用户进行绘制操作时，有源电容笔经由笔尖不断发射打码信号，而电子设备的触摸屏通过检测电极对笔尖处发射出来的打码信号进行检测，计算出笔尖在触摸屏上的一系列二维位置坐标，从而得到用户的绘制笔迹(即笔尖在触摸屏上的运动轨迹)。

图2A为本申请实施例提供的触控笔的一种结构示意图。参照图2A所示，触控笔100可以包括笔尖10、笔杆20和后盖30。笔杆20的内部为中空结构，笔尖10和后盖30分别位于笔杆20的两端，后盖30与笔杆20之间可以通过插接或者卡合的方式进行连接，笔尖10与笔杆20之间的配合关系详见图2B中的描述。

图2B为本申请实施例提供的触控笔的部分拆分结构示意图。参照图2B所示，触控笔100还包括主轴组件50，主轴组件50位于笔杆20内，且主轴组件50在笔杆20内可滑动设置。主轴组件50上具有外螺纹51，笔尖10包括书写端11和连接端12，其中，笔尖10的连接端12具有与外螺纹51配合的内螺纹(未示出)。当主轴组件50装配到笔杆20内时，笔尖10的连接端12伸入笔杆20内且与主轴组件50的外螺纹51螺纹连接。

在一些其他示例中，笔尖10的连接端12与主轴组件50之间还可以通过卡合等可拆卸方式实现连接。通过笔尖10的连接端12与主轴组件50之间可拆卸相连，这样可以实现对笔尖10的更换。其中，为了对笔尖10的书写端11受到的压力进行检测，参照图2A所示，笔尖10与笔杆20之间具有间隙10a，这样可以确保笔尖10的书写端11受到外力时，笔尖10可以朝向笔杆20移动，笔尖10的移动会带动主轴组件50在笔杆20内移动。而对外力的检测，参照图2B所示，在主轴组件50上设有压感组件60，压感组件60与笔杆20内的固定结构固定相连，压感组件60与主轴组件50固定相连。这样，主轴组件50随着笔尖10移动时，由于压感组件60与笔杆20内的固定结构固定相连，所以主轴组件50的移动会驱动压感组件60产生形变，压感组件60的形变传递给电路板70(例如，压感组件60与电路板70之间可以通过导线或者柔性电路板实现电连接)，电路板70根据压感组件60形变检测出笔尖10的书写端11受到的压力，可以根据笔尖10的书写端11受到的压力控制书写端11的线条粗细。

需要说明的是，笔尖10的压力检测包括但不限于上述方法。例如，还可以通过在笔尖10的书写端11内设置压力传感器，由压力传感器检测笔尖10的压力。

本实施例中，参照图2B所示，触控笔100还包括多个电极，多个电极例如可以为第一发射电极41、接地电极43和第二发射电极42。第一发射电极41、接地电极43和第二发射电极42均与电路板70电连接。第一发射电极41可以位于笔尖10内且靠近书写端11，电路板70可以被配置为可以分别向第一发射电极41和第二发射电极42提供信号的控制板，第一发射电极41用于发射第一信号，当第一发射电极41靠近电子设备200的触摸屏201时，第一发射电极41与电子设备200的触摸屏201之间可以形成耦合电容，这样电子设备200可以接收到第一信号。其中，第二发射电极42用于发射第二信号，电子设备200根据接收到的第一信号和第二信号判断触控笔100的倾斜角度。

本申请实施例中，第二发射电极42可以位于笔杆20的内壁上。在一种示例中，第二发射电极42也可以位于主轴组件50上。接地电极43可以位于第一发射电极41和第二发射电极42之间，或者，接地电极43可以位于第一发射电极41和第二发射电极42的外周围，接地电极43用于降低第一发射电极41和第二发射电极42相互之间的耦合。

当电子设备200接收来自触控笔100的第一信号时，触摸屏201对应位置处的电容值会发生变化。据此，电子设备200可以基于触摸屏201上的电容值的变化，确定触控笔100(或触控笔100的笔尖)在触摸屏201的位置。另外，电子设备200可以采用倾角检测算法中的双笔尖投影方法获取触控笔100的倾斜角度。其中，第一发射电极41和第二发射电极42在触控笔100中的位置不同，因此当电子设备200接收来自触控笔100的第一信号和第二信号时，触摸屏201上两个位置处的电容值会发生变化。电子设备200可以根据第一发射电极41和第二发射电极42之间的距离，以及触摸屏201上电容值发生变化两个位置处之间的距离，获取触控笔100的倾斜角度，更为详细的获取触控笔100的倾斜角度可以参照现有技术中双笔尖投影方法的相关描述，在此不作赘述。在一种实施例中，触摸屏也可以称为屏幕。

本申请实施例中，参照图2B所示，触控笔100还包括：电池组件80，电池组件80用于向电路板70提供电源。其中，电池组件80可以包括锂离子电池，或者，电池组件80可以包括镍铬电池、碱性电池或镍氢电池等。在一种实施例中，电池组件80包括的电池可以可充电电池或一次性电池，其中，当电池组件80包括的电池为可充电电池时，触控笔100可以通过有线充电或无线充电的方式对电池组件80中的电池进行充电。

其中，电子设备200的触摸屏201上集成有电极阵列。参照图3，电子设备200和触控笔100无线连接后，电子设备200可以通过电极阵列向触控笔100发送上行信号。触控笔100可以通过接收电极接收该上行信号，且触控笔100通过发射电极(例如第一发射电极41和第二发射电极42)发射下行信号。下行信号包括上述的第一信号和第二信号。当触控笔100的笔尖10接触触摸屏201时，触摸屏201对应笔尖10的位置处的电容值会发生变化，电子设备200可以基于触摸屏201上的电容值变化，确定触控笔100的笔尖10在触摸屏201上的位置。在一种实施例中，上行信号和下行信号可以为方波信号、正弦波信号或三角波信号等。在本申请的实施例中，下行信号又称打码信号。

图4为本申请实施例提供的触控笔的一种硬件结构示意图。参照图4所示，触控笔100中包括处理器110。处理器110可以包括用于支持触控笔100的操作的存储和处理电路。存储和处理电路可以包括诸如非易失性存储器的存储装置(例如，闪存存储器或构造为固态驱动器的其它可编程只读存储器)、易失性存储器(例如，静态或动态随机存取存储器)等。处理器110中的处理电路可以用来控制触控笔100的操作。处理电路可以包括一个或多个微处理器、微控制器、数字信号处理器、基带处理器、电源管理单元、音频芯片、专用集成电路等。

触控笔100中可以包括一个或多个传感器。例如，传感器可以包括压力传感器120。压力传感器120可以设置在触控笔100的书写端11(如图2B所示)。当然，压力传感器120还可以设在触控笔100的笔杆20内，这样，触控笔100的笔尖10一端受力后，笔尖10的另一端移动将力作用到压力传感器120。在一种实施例中，处理器110根据压力传感器120检测到的压力大小可以调整触控笔100的笔尖10书写时的线条粗细。

传感器也可以包括惯性传感器130。惯性传感器130可以包括三轴加速计和三轴陀螺仪，和/或，用于测量触控笔100的运动的其它部件，例如，三-轴磁力计可以以九-轴惯性传感器的构造被包括在传感器中。传感器也可以包括附加的传感器，诸如温度传感器、环境光传感器、基于光的接近传感器、接触传感器、磁传感器、压力传感器和/或其它传感器。

触控笔100中可以包括如发光二极管的状态指示器140和按钮。状态指示器140用于向用户提示触控笔100的状态。按钮可以包括机械按钮和非机械按钮，按钮可以用于从用户收集按钮按压信息。

本申请实施例中，触控笔100中可以包括一个或多个电极，其中一个电极可以位于触控笔100的笔尖10内的书写端11处，具体的可以参照上述实施例中的相关描述。

触控笔100中包括打码芯片170，打码芯片170与处理器110之间通过I2C总线连接并通信，打码芯片170用于通过设在笔尖10处的电极向电子设备200发射由方波、正弦波、三角波等波形组成的打码信号。在本申请的实施例中，打码信号又称下行信号。

触控笔100中可以包括感测电路。感测电路可感测位于电极和与触控笔100交互的电容触摸传感器面板的驱动线之间的电容耦合。感测电路可以包括用以接收来自电容触摸传感器面板的电容读数的放大器、用以生成解调信号的时钟、用以生成相移的解调信号的相移器、用以使用同相解调频率分量来解调电容读数的混频器、以及用以使用正交解调频率分量来解调电容读数的混频器等。混频器解调的结果可用于确定与电容成比例的振幅，使得触控笔100可以感测到与电容触摸传感器面板的接触。

可以理解的是，根据实际需求，在触控笔100可以包括麦克风、扬声器、音频发生器、振动器、相机、数据端口以及其它设备。用户可以通过利用这些设备提供命令来控制触控笔100和与触控笔100交互的电子设备200的操作，并且接收状态信息和其它输出。

处理器110可以用于运行触控笔100上的控制触控笔100的操作的软件。触控笔100的操作过程中，运行在处理器110上的软件可以处理传感器输入、按钮输入和来自其它装置的输入以监视触控笔100的移动和其它用户输入。在处理器110上运行的软件可以检测用户命令并且可以与电子设备200通信。

为了支持触控笔100与电子设备200的无线通信，触控笔100可以包括无线模块。图4中以无线模块为蓝牙模块180为例进行说明。无线模块还可以为WI-FI热点模块、WI-FI点对点模块等。蓝牙模块180可以包括射频收发器，例如收发器。蓝牙模块180也可以包括一个或多个天线。收发器可以利用天线发射和/或接收无线信号，无线信号基于无线模块的类型，可以是蓝牙信号、无线局域网信号、诸如蜂窝电话信号的远程信号、近场通信信号或其它无线信号。

在本申请的一些实施例中，触控笔100还包括触控检测电路，触控检测电路包含触摸面板(Touch Panel)和触摸检测芯片115两部分，触控笔100的触摸面板通常呈可弯折的片状，被设置在主电路板70外的笔杆20内，靠近笔尖10的位置，从而在笔杆20的外周壁上形成触控区域21(如图2B所示)。当用户握持触控笔100进行绘制操作时，手指通常握持在触控区域21处。触摸检测芯片通过触摸面板周期性检测触控区域21上面的多个点的自互容(产品不同可能是自容、互容，或都有)容值，由于人的手指具有导电特性，当触摸到笔身时，会改变容值大小。触摸检测芯片通过识别多个点的容值变化特征，可以检测到来自用户的握持、未握持、单击、双击、上滑、下滑等手势。在本例中，触控区域21可以检测6*6个点的自互容容值。

处理器110与触摸检测芯片115之间通过特定通信总线协议(一般是I2C或SPI，由硬件连接和芯片支持情况决定，本实施例中以I2C为例)进行读写通信。通信的具体内容由触摸检测芯片固件定义，通过读写芯片的一些特定寄存器来达到不同的功能。例如，处理器110通过I2C写入定义了工作模式的特定寄存器来改变触摸检测芯片的工作模式，处理器110通过I2C读取触摸检测芯片的特定寄存器获取容值数据和手势事件等。识别握笔状态和手势，例如握持、双击、上滑、下滑等。这些握笔状态和手势经由触控笔100传递给电子设备200后，电子设备200可以做出不同的响应，例如，双击笔杆20的触控区域21处可以在书写过程中进行笔刷和橡皮的切换，在触控区域21处用手指上下滑动可以进行翻页等。另外，在一些实施例中，触控笔100在笔杆的侧面和/或后盖30处还设有多功能按键(图中未示出)，用户可以通过单独按压多功能按键，或者按压多功能按键结合握笔状态的形式，快捷调用备忘录、截图等预设功能。例如，双指握持触控区域21的同时长按多功能按键2秒以上，则唤起电子设备200的语音备忘录功能。

触控笔100还可以包括充电芯片190，充电芯片190可以支持触控笔100的充电，为触控笔100提供电力。

应理解，本申请实施例中的电子设备200可以称为用户设备(user equipment，UE)、终端(terminal)等，例如，电子设备200可以为平板电脑(portable android device，PAD)、个人数字处理(personal digital assistant，PDA)、具有无线通信功能的手持设备、计算设备、车载设备或可穿戴设备，虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmented reality，AR)终端设备、工业控制(industrial control)中的无线终端、无人驾驶(self driving)中的无线终端、远程医疗(remote medical)中的无线终端、智能电网(smart grid)中的无线终端、运输安全(transportation safety)中的无线终端、智慧城市(smart city)中的无线终端、智慧家庭(smart home)中的无线终端等具有触摸屏的移动终端或固定终端。本申请实施例中对终端设备的形态不做具体限定。

图5为本申请实施例提供的电子设备的一种硬件结构示意图。参照图5，电子设备200可以包括多个子系统，这些子系统协作以执行、协调或监控电子设备200的一个或多个操作或功能。电子设备200包括处理器210、输入表面220、协调引擎230、电源子系统240、电源连接器250、无线接口260和显示器270。

示例性的，协调引擎230可以用于与电子设备200的其他子系统进行通信和/或处理数据；与触控笔100通信和/或交易数据；测量和/或获得一个或多个模拟或数字传感器(诸如触摸传感器)的输出；测量和/或获得传感器节点阵列(诸如电容感测节点的阵列)的一个或多个传感器节点的输出；接收和定位来自触控笔100的尖端信号和环信号；基于尖端信号交叉区域和环形信号交叉区域的位置来定位触控笔100等。

电子设备200的协调引擎230包括或以其他方式可通信地耦接至位于输入表面220下方或与该输入表面集成一体的传感器层。协调引擎230利用传感器层对输入表面220上的触控笔100进行定位，并使用本文所述的技术来估计触控笔100相对于输入表面220的平面的角位置。在一种实施例中，输入表面220可以称为触摸屏201。

例如，电子设备200的协调引擎230的传感器层是布置为列和行的电容感测节点网格。更具体地说，列迹线阵列被设置成垂直于行迹线阵列。传感器层可以与电子设备的其他层分开，或者传感器层可以直接设置在另一个层上，其他层诸如但不限于：显示器叠堆层、力传感器层、数字转换器层、偏光器层、电池层、结构性或装饰性外壳层等。

传感器层能够以多种模式操作。如果以互电容模式操作，则列迹线和行迹线在每个重叠点(例如，“垂直”互电容)处形成单个电容感测节点。如果以自电容模式操作，则列迹线和行迹线在每个重叠点处形成两个(垂直对齐的)电容感测节点。在另一个实施方案中，如果以互电容模式操作，则相邻的列迹线和/或相邻的行迹线可各自形成单个电容感测节点(例如，“水平”互电容)。如上所述，传感器层可以通过监测在每个电容感测节点处呈现的电容(例如，互电容或自电容)变化来检测触控笔100的笔尖10的存在和/或用户手指的触摸。在许多情况下，协调引擎230可被配置为经由电容耦合来检测通过传感器层从触控笔100接收的尖端信号及环信号。

其中，尖端信号和/或环信号可以包括可被配置为令电子设备200识别触控笔100的特定信息和/或数据。此类信息在本文通常被称为“触笔身份”信息。该信息和/或数据可以由传感器层接收，并由协调引擎230解译、解码和/或解调。

处理器210可以使用触笔身份信息来同时接收来自一支以上的触笔的输入。具体地，协调引擎230可被配置为将由协调引擎230检测到的若干触笔中的每个触笔的位置和/或角位置传输给处理器210。在其他情况下，协调引擎230还可以向处理器210传输与由协调引擎230检测到的多个触笔的相对位置和/或相对角位置有关的信息。例如，协调引擎230可以通知处理器210所检测的第一触控笔位于距离所检测的第二触控笔的位置。

在其他情况下，端信号和/或环信号还可以包括用于令电子设备200识别特定用户的特定信息和/或数据。此类信息在本文通常被称为“用户身份”信息。

协调引擎230可以将用户身份信息(如果检测到和/或可复原的话)转发到处理器210。如果用户身份信息不能从尖端信号和/或环信号中复原，则协调引擎230可以可选地向处理器210指示用户身份信息不可用。处理器210能够以任何合适的方式利用用户身份信息(或不存在该信息的情况)，包括但不限于：接受或拒绝来自特定用户的输入，允许或拒绝访问电子设备的特定功能等。处理器210可以使用用户身份信息来同时接收来自一个以上的用户的输入。

在另外的其他情况下，尖端信号和/或环信号可以包括可被配置为令电子设备200识别用户或触控笔100的设置或偏好的特定信息和/或数据。此类信息在本文通常被称为“触笔设置”信息。

协调引擎230可以将触笔设置信息(如果检测到和/或可复原的话)转发到处理器210。如果触笔设置信息不能从尖端信号和/或环信号中复原，则协调引擎230可以可选地向处理器210指示触笔设置信息不可用。电子设备200能够以任何合适的方式利用触笔设置信息(或不存在该信息的情况)，包括但不限于：将设置应用于电子设备，将设置应用于在电子设备上运行的程序，改变由电子设备的图形程序所呈现的线条粗细、颜色、图案，改变在电子设备上操作的视频游戏的设置等。

一般而言，处理器210可被配置为执行、协调和/或管理电子设备200的功能。此类功能可以包括但不限于：与电子设备200的其他子系统通信和/或交易数据，与触控笔100通信和/或交易数据，通过无线接口进行数据通信和/或交易数据，通过有线接口进行数据通信和/或交易数据，促进通过无线(例如，电感式、谐振式等)或有线接口进行电力交换，接收一个或多个触笔的位置和角位置等。

处理器210可被实现为能够处理、接收或发送数据或指令的任何电子设备。例如，处理器可以是微处理器、中央处理单元、专用集成电路、现场可编程门阵列、数字信号处理器、模拟电路、数字电路或这些设备的组合。处理器可以是单线程或多线程处理器。处理器可以是单核或多核处理器。

在使用期间，处理器210可被配置为访问存储有指令的存储器。该指令可被配置为使处理器执行、协调或监视电子设备200的一个或多个操作或功能。

存储在存储器中的指令可被配置为控制或协调电子设备200的其他部件的操作，该部件诸如但不限于：另一处理器、模拟或数字电路、易失性或非易失性存储器模块、显示器、扬声器、麦克风、旋转输入设备、按钮或其他物理输入设备、生物认证传感器和/或系统、力或触摸输入/输出部件、通信模块(诸如无线接口和/或电源连接器)，和/或触觉反馈设备。

存储器还可存储可由触笔或处理器使用的电子数据。例如，存储器可以存储电子数据或内容(诸如媒体文件、文档和应用程序)、设备设置和偏好、定时信号和控制信号或者用于各种模块的数据、数据结构或者数据库，与检测尖端信号和/或环信号相关的文件或者配置等等。存储器可被配置为任何类型的存储器。例如，存储器可被实现作为随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器、可移动存储器、其他类型的存储元件或此类设备的组合。

电子设备200还包括电源子系统240。电源子系统240可包括电池或其它电源。电源子系统240可被配置为向电子设备200提供电力。电源子系统240还可耦接到电源连接器250。电源连接器250可以是任何合适的连接器或端口，其可被配置为从外部电源接收电力并且/或者被配置为向外部负载提供电力。例如，在一些实施方案中，电源连接器250可以用于对电源子系统240内的电池进行再充电。在另一个实施方案中，电源连接器250可以用于将存储在(或可用于)电源子系统240内的电力传输到触控笔100。

电子设备200还包括无线接口260，以促进电子设备200与触控笔100之间的电子通信。在一个实施方案中，电子设备200可被配置为经由低能量蓝牙通信接口或近场通信接口与触控笔100通信。在其他示例中，通信接口有利于电子设备200与外部通信网络、设备或平台之间的电子通信。

无线接口260(无论是电子设备200与触控笔100之间的通信接口还是另外的通信接口)可被实现为一个或多个无线接口、蓝牙接口、近场通信接口、磁性接口、通用串行总线接口、电感接口、谐振接口，电容耦合接口、Wi-Fi接口、TCP/IP接口、网络通信接口、光学接口、声学接口或任何传统的通信接口。

电子设备200还包括显示器270。显示器270可以位于输入表面220后方，或者可以与其集成一体。显示器270可以通信地耦接至处理器210。处理器210可以使用显示器270向用户呈现信息。在很多情况下，处理器210使用显示器270来呈现用户可以与之交互的界面。在许多情况下，用户操纵触控笔100与界面进行交互。

对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，上文关于电子设备200所呈现的具体细节中的一些细节可为实践特定的所述实施方案或其等同物所不需要的。类似地，其他电子设备可以包括更多数量的子系统、模块、部件等。在适当的情况下，一些子模块可以被实现为软件或硬件。因此，应当理解，上述描述并非旨在穷举或将本公开限制于本文所述的精确形式。相反，对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，根据上述教导内容，许多修改和变型是可能的。

如图3所示，在电子设备200和触控笔100建立蓝牙无线连接后，电子设备200通过触摸屏201的电极阵列周期性地发射含有同步信息的上行信号。当触控笔100距离触摸屏201较近时，例如触控笔100与触摸屏201之间的间距小于预设距离(10厘米)时，则触控笔100通过接收电极检测到该上行信号，并基于上行信号中的同步信息，向触摸屏201发送周期性的下行信号(即打码信号)。相应地，触摸屏201在发送同步信号后经过固定时延开始对触控笔100发送的打码信号进行采样，经过多轮采样后得到触控笔100的隔空或者抵屏的绘制轨迹。由于主动式触控笔的笔尖打码信号电压普遍较高(约40V)，容易对触控笔内的触摸检测电路造成电磁干扰，影响握笔手势检测的准确度。

图6为本申请实施例提供的一种信号时序图。图6中示出了现有的触控笔的笔尖发送打码信号的时序，以及触控检测电路容值采样的时序。响应于接收到的电子设备的上行信号，触控笔的笔尖打码芯片根据其内部时钟频率，以T1周期发出打码信号。同时，触摸检测芯片根据其内部时钟频率，以周期T2进行容值采样。笔尖打码芯片和触摸检测芯片分别具有独立的时钟源，因此，T1和T2周期并不相等。通常而言，T1周期的时长为16.6毫秒(即打码信号频率为60Hz)，T2周期的时长可以从10～16.6毫秒(即采样频率为60～100Hz)中间选取，在本例中T2周期的时长为10毫秒。

如图6所示，t1、t3、t5、t7分别代表了触摸检测芯片针对触控区域21进行触控容值采样开始的时刻，t2、t4、t6、t8分别代表了触控容值采样结束的时刻。其中，在t1到t2之间的第一触控容值采样区间有大约60％的时间与笔尖发射打码信号的时间重叠。在t3到t4之间的第二触控容值采样区间有大约35％的时间与笔尖发射打码信号的时间重叠。类似地，t5到t6之间和t7到t8之间，触控容值采样区间的时间与笔尖发射打码信号时间的重叠时长也都各不相同。采样容值受到笔尖打码信号产生的噪声干扰的程度与上述重叠时长相关，这种噪声干扰缺乏规律性，无法通过软件算法进行彻底消除。

有鉴于此，参照图7，在本申请的一种实施例中提供了一种触控笔的控制方法。该方法可以应用于图1及图3所示的场景。触控笔100的机械结构可参照图2A和图2B，电路结构可以参照图4。在本实施例中，触控笔100为主动式电容笔，电子设备200为平板电脑(以下记为平板电脑200)。

为了下述各实施例的描述清楚简洁及便于本领域技术人员容易理解，首先给出相关概念或技术的简要介绍。

本申请中的打码模块主要是指打码芯片，触摸检测模块主要是指触摸检测芯片。触摸检测芯片可以包括两种工作状态，其中，第一工作状态可以是指触摸检测芯片工作在自动容值采样模式，在第一工作状态下，基于第二周期(T2周期)执行容值采样。第二工作状态可以是指触摸检测芯片工作在手动容值采样模式，在第二工作状态下，基于第三周期(T1周期)执行容值采样。打码芯片在打码时，基于第一周期(T1周期)发射打码信号。本申请中，第一周期和第三周期可以相等，均为T1周期，T1周期可以为16.6毫秒。

步骤S701：当触控笔远离平板电脑时，打码芯片不发射打码信号。

在工作状态下，平板电脑200通过设置在其触摸屏201处的电极阵列周期性地向周围广播上行信号。当触控笔100距离平板电脑200较远时，例如两者之间的间距大于预设距离(10厘米)时，触控笔100的电极未检测到来自平板200发射的上行信号，或者检测到来自平板200发射的上行信号较弱(低于触控笔100内预设的阈值)。此时打码芯片170不发射打码信号。图8A为本申请实施例提供的一种触控笔100的信号时序图。图8A的上半部分示出了打码芯片170发射的打码信号的时序。打码芯片170在触控笔100距离平板电脑200的距离超过预设距离(10厘米)时不发射打码信号，因此在图8A的上半部分时序图没有显示波形。

步骤S702：触摸检测芯片工作在自动容值采样模式，以T2周期执行容值采样。

在未使用触控笔100期间(例如触控笔100被放置在笔筒内)，触摸检测芯片115处于低功耗的休眠状态，不针对触控区域21进行容值检测。当用户为了使用触控笔100而将其移动时，惯性传感器130首先检测到笔身加速度变化，并经由处理器110向触摸检测芯片115发出唤醒信号。

触摸检测芯片115接到唤醒信号后被唤醒，并进入自动容值采样模式。在自动容值采样模式下，触摸检测芯片115基于其自身的时钟周期T2，对触控区域21的36个检测点进行周期性自互容的容值采样，从而获得用户的手指在触控区域21处的滑动、敲击等手势信息。

触摸检测芯片115进行容值采样的时序参照图8A下半部分的时序图。触摸检测芯片115的内部时钟周期T2时长为10毫秒(即时钟频率为100Hz)。在该频率下，触控笔100能够精确地识别用户快速多变的手势操作。开始容值采样时，触摸检测芯片115以10毫秒为一个周期执行循环容值采样。在每个容值采样周期中，针对触控区域21进行自互容容值采样的采样区间的持续时长为3毫秒，在采样区间以外其他时间不执行采样。具体而言，从0时刻到t2期间为第一容值采样周期，从t2到t4期间为第二容值采样周期，从t4到t6期间为第三容值采样周期。其中，t1、t3、t5分别代表了第1、2、3次容值采样开始的时刻，t2、t4、t6分别代表了第1、2、3次容值采样结束的时刻，t1到t2、t3到t4、t5到t6分别为第一、第二和第三容值采样周期的采样区间，每个采样区间的持续时长均为3毫秒。而在采样区间以外的0到t1、t2到t3、t4到t5期间则不执行容值采样。在触摸检测芯片115的采样区间，打码芯片170未发射打码信号，因此触摸检测芯片115不会收到来自打码信号的噪声干扰。在其他实施例中，如图11所示，触摸检测芯片115的时钟周期T2也可以是16.6毫秒，即与后述打码芯片170的时钟周期T1相同，从而在打码与不打码期间提供一致的触控输入体验。

由于触控笔至少存在远离平板电脑和靠近平板电脑的两种状态，在触控笔远离平板电脑时，触控笔内的打码芯片不发射打码信号，设置触摸检测芯片工作在自动容值采样模式。在触控笔靠近电脑时，触控笔内的打码芯片发射打码信号，实现在触摸屏201上进行轨迹绘制或者对平板电脑内的应用进行操作控制，设置触摸检测芯片工作在手动容值采样模式。

为了实现两种工作方式可配置调节，对触摸检测芯片115进行固件定制，由处理器110控制触摸检测芯片的工作方式，工作方式包括自动容值采样和手动容值采样两种模式。其中，自动容值采样由触摸检测芯片115内部时钟触发内部扫描，不需要外部控制。手动容值采样由处理器110进行控制，处理器110可以对触摸检测芯片115的工作模式进行切换。

在手动容值采样方案中，增加了处理器110处理中断写I2C寄存器，增加了很短时间的对微控制单元(Microcontroller Unit，MCU)唤醒时间，带来少量功耗增加。若触摸检测芯片一直采用手动容值采样模式工作，则会增加触控笔的功耗，为降低功耗开销，处理器110根据触控笔100是否打码，自适应调节触摸检测芯片115的工作方式。

步骤S703：处理器等待接收来自打码芯片的中断信号。

在触控笔远离平板电脑时，触摸检测芯片工作在自动容值采样模式；在触控笔靠近平板电脑时，触摸检测芯片工作在手动容值采样模式。在本实施例中，触摸检测芯片的状态切换由处理器进行控制，处理器通过接收来自打码芯片的中断信号对触摸检测芯片的状态进行切换。

当触控笔远离平板电脑时，打码芯片不发射打码信号，触摸检测芯片工作在自动容值采样模式，处理器等待接收来自打码芯片的中断信号，由于打码芯片不发射打码信号，因此处理器不会检测到来自打码芯片的终端信号，触摸检测芯片继续工作在自动容值采样模式。若处理器检测到了来自打码芯片的中断信号，则处理器发送指令控制触摸检测芯片，调整触摸检测芯片的工作模式由自动容值采样模式切换为手动容值采样模式。

步骤S704：当触控笔靠近平板电脑时，打码芯片检测到平板电脑信号的上行信号，开始以T1周期发射打码信号。

在工作状态下，平板电脑200通过设置在其触摸屏201处的电极阵列周期性地向周围广播上行信号。当触控笔100距离平板电脑200较近时，例如两者之间的间距小于等于预设距离(10厘米)时，触控笔100的接收电极检测到来自电子设备200的上行信号。响应于该上行信号，打码芯片170从上行信号中获取同步信息，并基于该同步信息，通过设在笔尖10处的发射电极开始发射打码信号。

打码芯片170发射的打码信号的时序如图8B所示，在本图中将打码芯片170开始发射打码信号的时刻作为0时刻，打码芯片170从0时刻起，基于其内部时钟周期T1，开始发射打码信号(下行信号)。

在本实施例中，打码芯片170的内部时钟周期T1为16.6毫秒(即时钟频率为60Hz)，与平板电脑200的屏幕刷新率保持一致。触控笔100可以通过上行信号或者蓝牙通信获得平板电脑200的屏幕刷新率，从而适应性地调整打码芯片170发射打码信号的周期。在发射打码信号时，打码芯片170以16.6毫秒为一个周期循环地发射打码信号，每一个循环发射周期T1包括了约11.6毫秒的打码区间和5毫秒左右的空闲区间。在打码区间期间(例如图8B的第0到第11.6毫秒期间和第16.6毫秒至第28.2毫秒期间)，打码芯片170分别发射8个方波打码信号，以使得平板电脑200可以基于接收的打码信号，获取触控笔100的笔尖10的位置和绘制轨迹。在空闲区间期间(例如图8B的第11.6到第16.6毫秒期间和第28.2毫秒至第33.2毫秒期间)，打码芯片170停止发射打码信号。

步骤S705：打码芯片向处理器发出打码中断信号。

触控笔100中的处理器110通过检测连接打码芯片170的I2C总线，等待接收来自打码芯片170的中断信号。

当打码芯片检测到平板电脑信号的上行信号时，开始以T1周期发射打码信号，其中打码信号包括打码区间和空闲区间。由于在空闲区间，打码芯片实际上没有发出打码信号，因此，在刚进入空闲区间的ta时刻，打码芯片170通过I2C总线向处理器110发出打码中断信号，提示打码芯片170当前已进入空闲区间。

步骤S706：处理器收到打码中断信号识别到开始打码后，设置触摸检测芯片工作在手动容值采样模式。

由于触控笔在远离平板电脑时，打码芯片未处于打码状态，此时触摸检测芯片是工作于自动容值采样；而当触控笔慢慢靠近平板电脑时，打码芯片检测到平板电脑信号的上行信号后，开始处于打码状态，并且可以发出打码中断信号。进而，处理器可以收到打码芯片在打码状态时所发出的打码中断信号。由于此时触摸检测芯片还工作在自动容值采样模式，因此，当处理器收到打码中断信号识别到打码芯片开始打码后，设置触摸检测芯片工作在手动容值采样模式，也即，从自动容值采样模式切换为手动容值采样模式。

步骤S707：处理器向触摸检测芯片发送设置为手动容值采样模式的指令。

处理器在收到打码中断信号，识别到打码芯片开始打码后，并检测到触摸检测芯片工作在自动容值采样模式，因此处理器向触摸检测芯片发送设置为手动容值采样模式的指令，使得触摸检测芯片可以工作在手动容值采样模式。

步骤S708：触摸检测芯片的工作模式从自动容值采样切换到手动容值采样模式。

处理器110在ta时刻检测到GPIO的打码中断信号，并在ta到t1期间通过I2C写入触摸检测芯片115的用于记录工作状态的寄存器，使触摸检测芯片115从自动容值采样模式切换手动容值采样模式。触摸检测芯片115通过读取自身的特定寄存器来决定其工作模式。当触摸检测芯片115进入手动容值采样模式后，触摸检测芯片115不再根据其内部的时钟周期T2来同步触发容值采样信号，而是等待接收处理器110的发出的采样指令，响应该采样指令信号异步触发容值采样的操作。如图8B所示，当触摸检测芯片115工作在手动采样模式时，响应于处理器110的发出的采样指令，采样区间t1到t2，t3到t4均落入打码信号的空闲区间(即ta到第16.6毫秒期间和tb到第33.2毫秒期间)，因此大幅降低了触摸检测芯片115在执行容值采样时受到的打码信号的噪声干扰。

另外，在一个或多个实施例中，为了进一步降低干扰，在手动容值采样模式时，还可以调整采样区间的时长，使其完全落入打码信号的空闲区间。在其他的实施例中，打码芯片170在每一个周期T1内向处理器110发送2次打码中断信号。此外，处理器110也可以每收到2次打码中断信号，向触摸检测芯片115发送一次采样指令。

步骤S709：当进入打码区间时，打码芯片发射打码信号。

由于此时打码芯片已进入打码状态，并以T1周期发射打码信号，在打码芯片的第一打码周期内，处理器通过接收打码芯片所发出的打码中断信号将触摸检测芯片从自动容值采样模式切换为手动容值采样模式。

当进入第二打码周期的打码区间(即图8B上半部分的时序图的第16.6毫秒至第28.2毫秒期间)时，打码芯片170发射8个方波打码信号，以使得平板电脑200可以获取触控笔100的笔尖10的位置和绘制轨迹。

步骤S710：当进入空闲区间时，打码芯片发出打码中断信号。

当进入第二打码周期的空闲区间(即图8B上半部分的时序图的28.2毫秒至33.2毫秒期间)时，打码芯片170在tb时刻(约28.2毫秒时)通过I2C总线向处理器110发出中断信号，提示进入打码芯片170当前已进入空闲区间，并不再发射打码信号。

步骤S711：处理器收到打码中断信号，在极短时间内发送指令控制触摸检测芯片开始容值采样。

如图8B所示，处理器110在tb时刻检测到GPIO的打码中断信号，并在tb到t3期间生成控制指令控制触摸检测芯片进行容值采样。由于打码芯片的空闲区间时间较短(约为5毫秒)，处理器需要在空闲区间内接收到打码中断信号，并生成控制指令指示触摸检测芯片进行容值采样，而触摸检测芯片进行容值采样的过程也需要一定的时间，因此，处理器需要在极短的时间内生成指令并发送给触摸检测芯片。一般容值采样的时间为3毫秒左右，因此处理器需要在2毫秒内完成上述操作。

步骤S712：处理器向触摸检测芯片发出开始容值采样指令。

处理器110响应于打码芯片170进入空闲区间时发出的打码中断信号，生成控制指令并向触摸检测芯片115发送采样指令。

步骤S713：触摸检测芯片执行容值采样。

如图8B所示，触摸检测芯片115响应于通过I2C总线接收来自处理器110发出的采样指令，从t3时刻开始对触控区域21进行容值采样，采样区间t3到t4的时长为3毫秒。在采样区间结束后，触摸检测芯片115停止采样，直到再次收到来自处理器110的采样指令。

在手动容值采样模式中，由于打码芯片170以其内部时钟周期T1向自处理器110发出打码中断信号，相应地处理器110也在以周期T1向触摸检测芯片115发出采样指令，因此触摸检测芯片115可以近似地视为具有与打码周期T1基本相同的采样周期T2`。当触摸检测芯片115的工作模式从自动采样模式切换为手动采样模式时，采样频率响应地从100Hz降低到60Hz。当触摸检测芯片115执行容值采样时，该芯片的供电引脚上的电流将会显著增大，通过检测触摸检测芯片115的电流大小，可以判断该芯片当前的工作时序是否位于采样区间。

在一些实施例中，当触控笔100距离平板电脑200超过10预设距离(10厘米)时，触控笔100进入遥控器模式，以100Hz的较高频率精确检测用户的以多手指手势为主的手势操作，来控制平板电脑200在播放视频的播放进度和播放胶片(Slide)的放大和翻页。当触控笔100距离平板电脑小于预设距离(10厘米)时，触控笔100进入手写笔模式，以60Hz的较低频率检测用户的以单手指滑动和点击手势为主的手势操作，进一步降低噪声干扰的影响，从而为用户在不同使用场景下带来有针对性的个性化体验。

步骤S714：当触控笔远离平板电脑时，打码芯片停止发射打码信号。

当触控笔100距离平板电脑200的距离超过预设距离(10厘米)后，触控笔100的电极检测不到来自平板电脑200发射的上行信号，或者检测到的来自平板电脑200发射的上行信号较弱(低于预设的阈值)，打码芯片170停止发射打码信号。

步骤S715：在超过1个周期T1没有收到打码中断信号时，处理器设置触摸检测芯片工作在自动容值采样模式。

处理器等待接收来自打码芯片的打码中断信号，当触控笔远离平板电脑时，打码芯片停止发射打码信号，处理器无法收到打码中断信号，此时触摸检测芯片仍然工作在手动容值采样模式，也无法根据处理器所发出的采样指令进行采样。处理器在超过1个周期T1没有收到打码中断信号时，判断打码芯片处于停止打码状态，因此，处理器设置触摸检测芯片工作在自动容值采样模式。

步骤S716：处理器向触摸检测芯片发出设置自动容值采样的指令。

参照图8B，在经过1个打码周期T1的预设第一时长T3后仍未收到来自打码芯片170发来的打码中断信号，则处理器110在约第49毫秒时通过I2C写入触摸检测芯片115的寄存器，使得触摸检测芯片115的工作模式从手动容值采样模式切换至自动容值采样模式。

在其他实施例中，预设第一时长T3的时长也可以设置为大于2个或者多个周期T1。

步骤S717：触摸检测芯片的工作模式从手动容值采样切换到自动容值采样模式,以T2周期执行容值采样。

参照图8B，触摸检测芯片115读取记录其工作模式的寄存器，将工作模式从手动容值采样切换到自动容值采样模式。在自动容值采样模式下，触摸检测芯片115基于其自身的时钟周期T2(例如10毫秒)，在第50毫秒到第60毫秒期间开始对触控区域21进行自互容的容值采样，其中采样区间为第50毫秒到第53毫秒。在前述采样区间期间，由于打码芯片170不再发出打码信号，因此触摸检测芯片115不受到来自打码信号的噪音干扰。

本申请又一实施例还提供了另一种触控笔的控制方法，该方法可以应用于图1及图3所示的触控笔100。触控笔100的机械结构可参照图2A和图2B，触控笔100的电路结构可以参照图4。本实施例中，触摸检测芯片工作于手动容值采样模式下。

参照图9，本方法包括以下步骤。

步骤S901：当触控笔靠近平板电脑时，打码芯片发射打码信号。

当触控笔100距离平板电脑200之间的间距较小时，例如两者之间的间距小于等于预设距离(10厘米)时，触控笔100的接收电极检测到来自电子设备200的上行信号。触控笔响应于该上行信号，打码芯片170从上行信号中获取同步信息，并基于该同步信息，通过设在笔尖10处的发射电极开始发射打码信号。

打码芯片170发射的打码信号的时序如图10所示，在本图中将打码芯片170开始发射打码信号的时刻作为0时刻，打码芯片170从0时刻起，基于其内部时钟周期T1，开始发射打码信号(下行信号)。

步骤S902：触摸检测芯片工作在手动容值采样模式。

触摸检测芯片115工作在手动容值采样模式下，响应于来自处理器110或者打码芯片170的打码中断信号进行容值采样。本实施例中，以触摸检测芯片115响应于来自处理器110的打码中断信号进行容值采样为例进行介绍。

步骤S903：处理器等待接收来自打码芯片的中断信号。

在手动容值采样模式下，为了降低打码信号对触摸检测芯片115在执行容值采样时的干扰，触摸检测芯片115执行容值采样是通过处理器进行控制的，而处理器是根据打码芯片所发出的打码中断信号对打码信号是否进入空闲区间进行判断。因此，在触摸检测芯片115响应于来自处理器110的打码中断信号进行手动容值采样模式时，处理器会不断地等待接收来自打码芯片的打码中断信号，以控制触摸检测芯片进行容值采样。

步骤S904：打码芯片以周期T1产生打码中断信号。

处理器110通过检测连接打码芯片170的I2C总线，等待接收来自打码芯片170的中断信号。

当触控笔100距离平板电脑200的距离小于或等于预设距离(10厘米)时，触控笔100的接收电极检测到来自电子设备200的上行信号。响应于该上行信号，打码芯片170从上行信号中获取同步信息，并基于该同步信息，通过设在笔尖10处的发射电极开始发射打码信号。

图10是本实施例中的发射打码信号和执行容值采样的时序图，打码信号的周期T1和容值采样的周期T2均为16.6毫秒，打码信号周期T1中包括了约11.6毫秒时长的打码区间和5毫秒时长的空闲区间，容值采样的周期T2的周期包括了3毫秒时长的触控容值采样区间和13.3毫秒时长的空闲区间。打码信号的第一个周期从0时刻开始，第16.6毫秒时结束，其中0到t1(约为第11.6毫秒)期间为打码区间，在该区间内打码芯片170通过笔尖的发射电极发射了由8个方波构成的打码信号。t1到第16.6毫秒期间为空闲区间，在该区间内，打码芯片170不发射打码信号。当刚进入空闲区间时，打码芯片170向处理器110发送打码中断信号。

步骤S905：处理器收到打码中断信号，判断是最大打码间隔，在极短时间内发送指令控制触摸检测芯片开始容值采样。

打码信号的第一个周期从0时刻开始，第16.6毫秒时结束，其中0到t1(期间为打码区间，在该区间内打码芯片170通过笔尖的发射电极发射了由8个方波构成的打码信号，其中，在发射任意两个相邻的方波之间，具有一定的间隔时间，但是该间隔时间较小，因此打码芯片不会发射打码中断信号。在空闲区间(t1到第16.6毫秒期间)时，打码芯片170不发射打码信号，并会向处理器发射打码中断信号。处理器110检测到GPIO的打码中断信号，判断从此时开始到下一个打码信号周期开始时为最大打码间隔，处理器在极短的时间(2毫秒内)内生成采样指令，并向触摸检测芯片发送采样指令。

步骤S906：触摸检测芯片在t1～t2之间完成采样。

触摸检测芯片115响应于处理器110的采样指令，在t1～t2之间完成采样。由于t1～t2期间完全位于打码芯片170时序的空闲区间内，打码芯片170在空闲区间不发射打码信号，因此触摸检测芯片115在采样时不受到噪声干扰。

当触控笔100处于靠近平板电脑200较近，即距离小于或等于预设距离(10厘米)时，打码芯片以周期T1发射打码信号，触摸检测芯片115以周期T2进行容值采样，周期T1等于周期T2，循环步骤S904、步骤S905和步骤S906。

本实施例提出的一种分时容值采样软件控制方案，可以避免笔尖打码信号对触摸检测芯片的干扰噪声。分时容值采样方案参考笔尖打码时序，以精确到毫秒级别的时间准确度，将容值采样时间控制在打码时序的空闲间隙。方案在降噪的同时，根据笔是否打码自适应调节触摸检测芯片的工作模式，将带来的功耗开销降到最低。

此外，本申请一实施例还提供了又一种触控笔的控制方法，该方法可以应用于图1及图3所示的触控笔100。触控笔100的机械结构可参照图2A和图2B，触控笔100的电路结构可以参照图11。本实施例中，触摸检测芯片工作于手动容值采样模式下。

其中，图11所示的触控笔100的电路结构与图4所示的触控笔100的电路结构，区别在于：图11中的电路结构中，打码芯片170和触摸检测芯片115之间可以直接进行通信，而图4中，打码芯片170和触摸检测芯片115之间需要通过处理器110进行通信。其优势在于，当打码芯片170处于打码状态时，其所发出的打码中断信号可以直接发送给触摸检测芯片115，触摸检测芯片115接收到该信号后，可以调整其采样周期T2与打码周期T1相等，并控制采样周期的容值采样区间落入发射周期的空闲区间内，使得触控笔100的触控检测区域的容值采样不受到来自打码信号的噪音干扰。

其可以包括如下步骤：

步骤S1101：当触控笔靠近平板电脑时，打码芯片发射打码信号。

步骤S1102：触摸检测芯片工作在手动容值采样模式。

步骤S1103：触摸检测芯片等待接收来自打码芯片的中断信号。

步骤S1104：打码芯片以周期T1产生打码中断信号。

步骤S1105：触摸检测芯片收到打码中断信号，触摸检测芯片开始容值采样。

步骤S1106：触摸检测芯片在t1～t2之间完成采样。

上述步骤的具体实现可以参照前述实施例中步骤S901-步骤S906中的相关描述，在此不作赘述。

本申请一实施例还提供了再一种触控笔的控制方法，该方法可以应用于图1及图3所示的触控笔100。触控笔100的机械结构可参照图2A和图2B，触控笔100的电路结构可以参照图11。本实施例中，触摸检测芯片可以在自动容值采样模以及手动容值采样模式之间进行切换。

其中，图11所示的触控笔100的电路结构与图4所示的触控笔100的电路结构，区别在于：图11中的电路结构中，打码芯片170和触摸检测芯片115之间可以直接进行通信，而图4中，打码芯片170和触摸检测芯片115之间需要通过处理器110进行通信。其优势在于，当打码芯片170处于打码状态时，其所发出的打码中断信号可以直接发送给触摸检测芯片115，触摸检测芯片115接收到该信号后，可以调整其采样周期T2与打码周期T1相等，并控制采样周期的容值采样区间落入发射周期的空闲区间内，使得触控笔100的触控检测区域的容值采样不受到来自打码信号的噪音干扰。

其可以包括如下步骤：

步骤S1201：当触控笔远离平板电脑时，打码芯片不发射打码信号。

步骤S1202：触摸检测芯片工作在自动容值采样模式，以T2周期执行容值采样。

步骤S1203：触摸检测芯片等待接收来自打码芯片的中断信号。

步骤S1204：当触控笔靠近平板电脑时，打码芯片检测到平板电脑信号的上行信号，开始以T1周期发射打码信号。

步骤S1205：打码芯片向触摸检测芯片发出打码中断信号。

步骤S1206：触摸检测芯片收到打码中断信号识别到开始打码后，触摸检测芯片的工作模式从自动容值采样切换到手动容值采样模式。

步骤S1207：当进入打码区间时，打码芯片发射打码信号。

步骤S1208：当进入空闲区间时，打码芯片发出打码中断信号。

步骤S1209：触摸检测芯片收到打码中断信号，触摸检测芯片执行容值采样。

步骤S1210：当触控笔远离平板电脑时，打码芯片停止发射打码信号。

步骤S1211：在超过1个周期T1没有收到打码中断信号时，触摸检测芯片的工作模式从手动容值采样切换到自动容值采样模式,以T2周期执行容值采样。

上述步骤的具体实现可以参照前述实施例中步骤S701-步骤S717中的相关描述，在此不作赘述。

参见附图12，本申请又一实施例还提供了一种用于打码及触摸检测的芯片，该芯片能够适用于图1所示的触控笔100，在本实施例中的触控笔100的电路结构如附图13所示。触控笔100中包括处理器110。打码及触摸检测芯片150与处理器110之间通过I2C总线链接并通信。打码及触摸检测芯片150的内部包括打码模块170c、触摸检测模块115c和时钟模块155。其中，打码模块170c用于通过电极向电子设备200发射由方波、正弦波、三角波等波形组成的打码信号。触摸检测模块115c用于通过触摸面板周期性检测触控区域21上面的多个点的自互容(产品不同可能是自容、互容，或都有)容值，人的手指具有导电特性，当触摸到笔身时，会改变容值大小。触摸检测芯片通过识别多个点的容值变化特征，可以检测到来自用户的握持、未握持、单击、双击、上滑、下滑等手势。时钟模块155分别与打码模块170c、触摸检测模块115c连接，并向它们提供同步时钟信号，以使得打码模块170c发射打码信号的周期与触摸检测模块115c进行容值采样的周期相同，并且每个周期的相位差保持一致。

参见附图13，图13为本申请实施例提供的又一种信号时序图，为本实施例中的发射打码信号和执行容值采样的时序图。打码信号的周期T1和容值采样的周期T2均为16.6毫秒，打码信号周期T1中包括了约11.6毫秒时长的打码区间和5毫秒时长的空闲区间，容值采样的周期T2的周期包括了3毫秒时长的触控容值采样区间和13.3毫秒时长的空闲区间。打码信号的第一个周期从0时刻开始，第16.6毫秒时结束，其中0到t1(约为第11.6毫秒)期间为打码区间，在该区间内打码模块170c通过笔尖的发射电极发射了由8个方波构成的打码信号。t1到第16.6毫秒期间为空闲区间，在该区间内，打码模块170c不发射打码信号。容值采样的周期从t1时刻开始，t3时刻(约第28.2毫秒)结束。其中，t1到t2期间为容值采样区间，在该区间内触摸检测模块115c通过期性检测触控笔100的触控区域上面的多个点的自互容(产品不同可能是自容、互容，或都有)容值，从而检测到来自用户的握持、双击、上滑等手势。t2到t3期间为空闲区间，在该区间内触摸检测模块115c不对触控笔100的触控区域进行容值采样。由于，每个容值采样区间的持续时长为3毫秒，小于周期T1的空闲区间(5毫秒)，因此，当采样周期的容值采样区间落入发射周期的空闲区间内时，容值采样可以不受到打码信号的噪声干扰。时钟模块155通过分别向打码模块170c提供触摸检测模块115c相同周期、不同相位的时钟信号，使得采样周期的容值采样区间落入发射周期的空闲区间内，使得触控笔100的触控检测区域的容值采样不受到来自打码信号的噪音干扰，保证了手势识别的准确性。

本申请又一实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

本申请又一实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包含可执行指令，当所述可执行指令在计算机上执行时，使得计算机执行上述方法实施例中的部分或全部步骤。

本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示单独存在A、同时存在A和B、单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：a,b,c,a-b,a-c,b-c,或a-b-c，其中a,b,c可以是单个，也可以是多个。

本领域普通技术人员可以意识到，本文中公开的实施例中描述的各单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本发明所提供的几个实施例中，任一功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，简称ROM)、随机存取存储器(random access memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种触控笔的控制方法，所述触控笔包括打码模块和触摸检测模块，其特征在于，包括：

所述打码模块仅在第一周期的打码区间向终端设备发射打码信号；

所述打码模块仅在第一周期的空闲区间发送打码中断信号；

响应于所述打码中断信号，所述触摸检测模块仅在所述第一周期的空闲区间执行触控容值采样。

2.根据权利要求1所述的触控笔的控制方法，其特征在于，所述触控笔还包括处理器，所述响应于所述打码中断信号，所述触摸检测模块仅在所述第一周期的空闲区间执行触控容值采样，包括：

所述打码模块仅在所述第一周期的空闲区间向所述处理器发送打码中断信号；

响应于所述打码中断信号，所述处理器向所述触摸检测模块发送触控容值采样指令；

响应于所述触控容值采样指令，所述触摸检测模块仅在所述第一周期的空闲区间执行触控容值采样。

3.根据权利要求2所述的触控笔的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述打码模块在所述第一周期的打码区间向所述终端设备发射打码信号之前，所述处理器确定所述触控笔与所述终端设备之间的距离小于或等于预设距离。

4.根据权利要求3所述的触控笔的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

在所述处理器确定所述触控笔与所述终端设备之间的距离大于所述预设距离的情况下，所述触摸检测模块基于第二周期执行触控容值采样，其中，所述第二周期的时长与所述第一周期的时长不同。

5.根据权利要求2或3所述的触控笔的控制方法，其特征在于，所述方法包括：当所述处理器在经过预设的第一时长仍未接收到所述打码中断信号时，所述处理器控制所述触摸检测模块基于第二周期执行触控容值采样，所述第二周期的时长与所述第一周期的时长不同。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的触控笔的控制方法，其特征在于，所述触摸检测模块仅在所述第一周期的空闲区间执行触控容值采样，包括：

所述触摸检测模块仅在所述第一周期的空闲区间，基于第三周期执行触控容值采样，所述第三周期的时长与所述第一周期的时长相同。

7.一种触控笔设备，其特征在于，包括用于存储计算机程序指令的存储器、用于执行程序指令的处理器、打码模块和触摸检测模块，当该计算机程序指令被所述处理器执行时，触发所述触控笔执行权利要求1-6任一项所述的方法。

8.一种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包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1-6中任意一项所述的方法。