CN201409121Y

CN201409121Y - 改进的人体触摸检测电路

Info

Publication number: CN201409121Y
Application number: CN2009200722267U
Authority: CN
Inventors: 张怀东
Original assignee: SHANGHAI FENGXIN MICROELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: SHANGHAI FENGXIN MICROELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-05-14
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2019-05-14

Abstract

一种改进的人体触摸检测电路，由一个第一振荡电路、一个第二振荡电路、一个时序控制电路、一个计数器、一个第一寄存器、一个第二寄存器、一个第三寄存器和一个比较器构成，第一振荡电路、第一电阻器和第一电容器与第二振荡电路、第二电阻器和第二电容器工作在相同环境下，当人体与第二振荡电路上连接的人体触摸端子接触时，由于人体对地有寄生电容，因此改变了第二振荡电路的频率。时序控制电路、计数器、寄存器和比较器组成的数字电路根据第二振荡电路输出信号在人体触摸前后的频率差别，准确判断人体是否接触人体触摸端子。本实用新型可以消除环境影响，抗干扰能力强，工作稳定。

Description

改进的人体触摸检测电路

技术领域：

本实用新型涉及电学领域，尤其涉及数字电路，特别是一种改进的人体触摸检测电路。

背景技术：

现有技术中，大量电器装置采用人体触摸检测电路作为检测开关器件。传统的主动感应式人体触摸检测电路由RC振荡器和整形电路构成，RC振荡器的一端接地，常态下，RC振荡器向整形电路周期性输出低电平信号和高电平信号，整形电路的输出端产生包含了高、低电平信号的周期脉冲信号。在人体触摸RC振荡器中电阻器和电容器之间的节点时，由于人体对地有一定的电容，适当设计R与C的值可使得RC振荡器始终输出低电平信号，这样，整形电路的输出端常为低电平，利用数字电路常为低电平信号和有一定频率的脉冲信号加以区别，以达到检测人体有无触摸的目的。但是，这种电路容易受天气、湿度等自然界环境的影响，抗干扰能力弱，稳定性和实用性均不理想。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种改进的人体触摸检测电路，所述的这种改进的人体触摸检测电路要解决现有技术中主动感应式人体触摸检测电路容易受天气、湿度等自然界环境的影响、抗干扰能力弱、稳定性和实用性不理想的技术问题。

本实用新型的这种改进的人体触摸检测电路由一个第一振荡电路、一个第二振荡电路、一个时序控制电路、一个计数器、一个第一寄存器、一个第二寄存器、一个第三寄存器和一个比较器构成，所述的时序控制电路中设置有一个时钟信号输入端、一个上电复位端、一个比较控制端、一个第一寄存器锁存端、一个第二寄存器锁存端、一个第三寄存器锁存端和一个计数器复位端，所述的计数器中设置有一个时钟信号输入端、一个输出端和一个复位信号端，其中，所述的第一振荡电路的信号输入端与一个第一电阻器的一端和一个第一电容器的一端连接，所述的第一电阻器的另一端为电源端，所述的第一电容器的另一端为接地端，第一振荡电路的信号输出端与所述的时序控制电路的时钟信号输入端连接，时序控制电路的比较控制端与所述的比较器连接，时序控制电路的第一寄存器锁存端与所述的第一寄存器的锁存端连接，时序控制电路的第二寄存器锁存端与所述的第二寄存器的锁存端连接，时序控制电路的第三寄存器锁存端与所述的第三寄存器的锁存端连接，时序控制电路的计数器复位端(R)与所述的计数器的复位信号端连接，所述的第二振荡电路的信号输入端与一个第二电阻器的一端、一个第二电容器的一端和一个人体触摸端子连接，所述的第二电阻器的另一端为电源端，所述的第二电容器的另一端为接地端，第二振荡电路的信号输出端与计数器的时钟信号输入端连接，计数器的输出端同时连接到第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器的输入端，第一寄存器的输出端、第二寄存器的输出端、第三寄存器的输出端均与比较器连接。

进一步的，所述的第一振荡电路的结构和参数与第二振荡电路的结构和参数可以相同，第一电阻器与第二电阻器的参数可以相同，第一电容器与第二电容器的参数可以相同。

具体的，本实用新型中所述的第一振荡电路、第二振荡电路、时序控制电路、计数器、第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器和比较器均采用现有技术中的公知技术，有关上述公知技术方案，本领域的技术人员均已了解，在此不再赘述。

本实用新型的工作原理是：第一振荡电路、第一电阻器和第一电容器与第二振荡电路、第二电阻器和第二电容器工作在相同环境下，当人体与第二振荡电路上连接的人体触摸端子接触时，由于人体对地有寄生电容，因此改变了第二振荡电路的频率。时序控制电路、计数器、寄存器和比较器组成的数字电路根据第二振荡电路输出信号在人体触摸前后的频率差别，准确判断人体是否接触人体触摸端子。

本实用新型和已有技术相比，其效果是积极和明显的。本实用新型利用数字电路检测人体触摸引起的RC振荡器频率的变化，实现对人体触摸的检测。振荡电路输出信号在人体触摸前后这短期内所受环境影响几乎相同，因此可以消除环境影响，抗干扰能力强，工作稳定。

附图说明：

图1是本实用新型的改进的人体触摸检测电路的原理图。

图2是本实用新型的改进的人体触摸检测电路的一个实施例中的时序控制电路的输出波形图。

具体实施方式：

实施例1：

如图1所示，本实用新型的改进的人体触摸检测电路，由一个第一振荡电路1、一个第二振荡电路2、一个时序控制电路3、一个计数器4、一个第一寄存器5、一个第二寄存器6、一个第三寄存器7和一个比较器8构成，所述的时序控制电路3中设置有一个时钟信号输入端clk1、一个上电复位端POR、一个比较控制端CB、一个第一寄存器锁存端L1、一个第二寄存器锁存端L2、一个第三寄存器锁存端L3和一个计数器复位端R，所述的计数器4中设置有一个时钟信号输入端clk2、一个输出端和一个复位信号端R，其中，所述的第一振荡电路1的信号输入端与一个第一电阻器R1的一端和一个第一电容器C1的一端连接，所述的第一电阻器R1的另一端为电源端vdd，所述的第一电容器C1的另一端为接地端gnd，第一振荡电路1的信号输出端与所述的时序控制电路3的时钟信号输入端clk1连接，时序控制电路3的比较控制端CB与所述的比较器8连接，时序控制电路3的第一寄存器锁存端L1与所述的第一寄存器5的锁存端连接，时序控制电路3的第二寄存器锁存端L2与所述的第二寄存器6的锁存端连接，时序控制电路3的第三寄存器锁存端L3与所述的第三寄存器7的锁存端连接，时序控制电路3的计数器复位端与所述的计数器4的复位信号端R连接，所述的第二振荡电路2的信号输入端与一个第二电阻器R2的一端、一个第二电容器C2的一端和一个人体触摸端子T连接，所述的第二电阻器R2的另一端为电源端vdd，所述的第二电容器C2的另一端为接地端gnd，第二振荡电路2的信号输出端与计数器4的时钟信号输入端clk2连接，计数器4的输出端同时连接到第一寄存器5、第二寄存器6和第三寄存器7的输入端，第一寄存器5的输出端、第二寄存器6的输出端、第三寄存器7的输出端均与比较器8连接。

进一步的，所述的第一振荡电路1的结构和参数与第二振荡电路2的结构和参数可以相同，第一电阻器R1与第二电阻器R2的参数可以相同，第一电容器C1与第二电容器C2的参数可以相同。

本实用新型的工作原理是：第一振荡电路1、第一电阻器R1和第一电容器C1与第二振荡电路2、第二电阻器R2和第二电容器C2工作在相同环境下，当人体与第二振荡电路2上连接的人体触摸端子T接触时，由于人体对地有寄生电容，因此改变了第二振荡电路2的频率。时序控制电路3、计数器4、寄存器和比较器8组成的数字电路根据第二振荡电路输出信号在人体触摸前后的频率差别，即第一寄存器5、第二寄存器6和第三寄存器7所锁存的值不同，经比较器8比较来准确判断人体是否接触人体触摸端子T。

具体的，本实施例的工作原理和工作过程如下：

电路刚上电时，上电复位电路输出信号POR作用于时序控制电路3，使时序控制电路3的计数器复位端R对计数器4进行复位。时序控制电路3另一端输出比较控制端CB，使比较器8输出的值等于第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7的值均相同时比较器8应输出的值。如第一寄存器5、第二寄存器6和第三寄存器7的值均相同时，比较器8应输出值为“0”，则电路刚上电时，比较器8输出“0”；如第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7的值均相同时，比较器8应输出值为“1”，则电路刚上电时，比较器8输出“1”。

上电复位信号POR作用时序控制电路3以后，经若干个CLK1周期后，时序控制电路3输出R、L1、L2和L3，R、L1、L2和L3的波形如图2所示。假设，R为“1”时，计数器4复位，L1、L2和L3为下降沿时，分别使第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7对计数器4的输出OUT进行数据采样，否则图2波形中的“0”与“1”均进行反相。L1、L2和L3均是以CLK1周期为参照的具有固定频率的扫描周期信号，在图2中，每个T1T2T3扫描周期，从R的下降沿到L1、L2和L3各下降沿，分别为T1、T2、T3，均在时间长度上相等。在第一个T1T2T3周期CB信号不变，所以比较器8的输出与上电复位时相同。

从第二个T1T2T3扫描周期开始，CB使比较器8工作，只要第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7对计数器4的输出值所采样的值有任意2个不相同，则比较器8就有不同于上电复位时的值的输出。若上电复位时比较器8输出为“0”，则此时若有任意两个寄存器的值不同，比较器8输出为“1”，若上电复位时比较器8输出为“1”，则此时若有任意两个寄存器的值不同，比较器8输出为“0”。

具体的，第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7在L1、L2、L3的下降沿分别对计数器4的输出OUT进行采样时，只对计数器4的高位部分进行采样，而低位部分则体现为对触摸端的容差。即输出值只是计数器4的高位部分，而触摸端有微小的变化时只体现在计数器4的低位部分，从而实现触摸检测电路的稳定性和抗干扰能力。

人体触摸T端时，由于人体对地有电容或额外干扰信号，适当设计C2的值，可使CLK2(即计数器4的输入)周期有较大的改变，从而引起计数器4高位部分的变化，这样一来第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7对计数器4的输出值所采样的值就会有两个不相同，使得比较器8有不同于上电复位时的值的输出，从而实现人体触摸的检测。

触摸的精度以及抗干扰能力可与计数器4位数和输出值的取法有关，当然与R2、C2的值，以及R1、C1、以及时序控制电路3的扫描周期的长短也有密不可分的关系。

Claims

1.一种改进的人体触摸检测电路，由一个第一振荡电路、一个第二振荡电路、一个时序控制电路、一个计数器、一个第一寄存器、一个第二寄存器、一个第三寄存器和一个比较器构成，所述的时序控制电路中设置有一个时钟信号输入端、一个上电复位端、一个比较控制端、一个第一寄存器锁存端、一个第二寄存器锁存端、一个第三寄存器锁存端和一个计数器复位端，所述的计数器中设置有一个时钟信号输入端、一个输出端和一个复位信号端，其特征在于：所述的第一振荡电路的信号输入端与一个第一电阻器的一端和一个第一电容器的一端连接，所述的第一电阻器的另一端为电源端，所述的第一电容器的另一端为接地端，第一振荡电路的信号输出端与所述的时序控制电路的时钟信号输入端连接，时序控制电路的比较控制端与所述的比较器连接，时序控制电路的第一寄存器锁存端与所述的第一寄存器的锁存端连接，时序控制电路的第二寄存器锁存端与所述的第二寄存器的锁存端连接，时序控制电路的第三寄存器锁存端与所述的第三寄存器的锁存端连接，时序控制电路的计数器复位端与所述的计数器的复位信号端连接，所述的第二振荡电路的信号输入端与一个第二电阻器的一端、一个第二电容器的一端和一个人体触摸端子连接，所述的第二电阻器的另一端为电源端，所述的第二电容器的另一端为接地端，第二振荡电路的信号输出端与计数器的时钟信号输入端连接，计数器的输出端同时连接到第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器的输入端，第一寄存器的输出端、第二寄存器的输出端、第三寄存器的输出端均与比较器连接。