CN201584957U - 一种触摸键电路、触摸控制装置、触摸屏及电子设备 - Google Patents

一种触摸键电路、触摸控制装置、触摸屏及电子设备 Download PDF

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Abstract

本实用新型适用于电子领域，提供了一种触摸键电路、触摸控制装置、触摸屏及电子设备，所述电路包括：产生方波电压的方波产生电路；与所述方波产生电路连接，将所述方波电压分压，输出交流电压信号的至少一个电容分压电路；与所述电容分压电路相连接，对所述交流电压信号滤波，输出作为待检测信号的至少一个滤波电路；与所述滤波电路相连接，对所述待检测信号进行检测，判断按键状态变化的主芯片。本实用新型以按键的电容变化为基础，利用电容分压原理、不同容值对交流信号容抗不同的特性，再辅以相关功能电路，可快捷、可靠的反映出当前按键的变化，具有成本低、稳定性好、电路简单、无需复杂的程序编写等优点。

Description

一种触摸键电路、触摸控制装置、触摸屏及电子设备
技术领域
本实用新型属于电子领域，尤其涉及一种触摸键电路、触摸控制装置、触摸屏及电子设备。
背景技术
近几年电容式触摸键技术发展迅速，市场上出现各种电容式触摸按键产品。电容式触摸键技术具有无机械磨损，适用环境广，识别灵敏，抗干扰等优点。电容式触摸键原理是两块相邻的覆铜之间存在一个固有的寄生电容Cp，当手指(或其他导体)靠近时，手指和两块覆铜之间又产生新的电容，这些电容相当于并联到原来的Cp之上，通过测量电容的变化来判断手指的存在。
一般的触摸键产品使用单片机或者专用IC来判断电容的变化，或者需要编程实现，或者硬件成本较高，对于普通消费者使用尤其是在室内使用的产品，需要一种成本更低，更简便的方法来识别电容变化。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的在于提供一种触摸键电路，实现简便、成本低。
本实用新型实施例是这样实现的，一种触摸键电路，所述电路包括：
产生方波电压的方波产生电路；
与所述方波产生电路连接，将所述方波电压分压，输出交流电压信号的至少一个电容分压电路；
与所述电容分压电路相连接，对所述交流电压信号滤波，输出作为待检测信号的至少一个滤波电路；
与所述滤波电路相连接，对所述待检测信号进行检测，判断按键状态变化的主芯片。
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种包含上述触摸键电路的触摸控制装置。
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种包含上述触摸键电路的触摸屏。
本实用新型实施例的另一目的在于提供一种包含上述触摸键电路的电子设备。
本实用新型实施例以按键的电容变化为基础，利用电容分压原理、不同容值对交流信号容抗不同的特性，再辅以相关功能电路，可快捷、可靠的反映出当前按键的变化，具有成本低、稳定性好、电路简单、无需复杂的程序编写等优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的触摸键电路的结构图；
图2是本实用新型实施例提供的方波产生电路、电容分压电路和滤波电路的电路图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
本实用新型实施例以按键的电容变化为基础，利用电容分压原理、不同容值对交流信号容抗不同的特性，再辅以相关功能电路，可快捷、可靠的反映出当前按键的变化。
图1所示为本实用新型实施例的提供的触摸键电路的结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。
该触摸键电路可以广泛用于电视机、移动电话、计算机、遥控器等电子设备的触摸屏中，包括方波产生电路1、至少一个电容分压电路2、至少一个滤波电路3，以及主芯片4。
方波产生电路1产生的方波作为基准电压，为电容分压电路2提供稳定方波电压。
电容分压电路2对方波电压分压后所得的电压，作为交流电压信号输入给滤波电路3。
滤波电路3对输入的交流电压信号进行滤波，输出直流电压信号，作为待检测信号输送给主芯片4。
主芯片4检测待检测信号，判断当前状态。电压值的大小即代表按键当前状态的变化。
在本实用新型实施例中，主芯片4可以采用微控制单元(Micro Control Unit，MCU)实现。
电容分压电路2中代表触摸按键的电容由两块相邻的金属，例如覆铜构成，且两块金属间具有固有电容。按键被触摸时，由于人体改变了按键周围的磁场，金属间电容的容值变大。
当按键未被触摸时，该电容为固定电容。此时，方波产生电路1产生的方波经过电容分压电路2的分压，产生固定的电压值，经滤波电路3输出一个稳定直流电压值，送入主芯片4进行状态检测。
当按键被触摸时，该电容的电容值发生变化。此时，经电容分压电路2分压得到的信号幅值就相应发生变化，进而通过滤波电路3输出一个变化后的稳定电压值，送入主芯片4进行状态检测。
作为本实用新型的一优选实施例，图2示出了方波产生电路1、电容分压电路2和滤波电路3的电路结构。
在方波产生电路1中，比较器COMP的同相输入端经电阻R4与电源VCC相连，同时经电阻R7与地相连。电阻R5跨接于比较器COMP的同相输入端与输出端之间。比较器COMP反相输入端经电容C4接地；电阻R6跨接于比较器COMP的反相输入端与输出端之间。上拉电阻R1连接于电源VCC与比较器COMP输出端之间，如果比较器COMP本身就有上拉电阻，则上拉电阻R1就不需要了。
方波产生电路1以比较器COMP为基础，配合相应的外围电路产生方波，其中方波频率由电阻R6和电容C4决定，电阻R4和R7对电源VCC分压产生阈值电压。
电容分压电路2包括电容C2，电容C3和二极管D2，对比较器COMP输出的方波进行分压，所得的交流电压信号输入至滤波电路3。
电容C2与电容C3串联后接地，二极管D2与电容C3并联，二极管D2阳极接地。电容C3代表触摸按键的电容，当触摸按键时，该电容变大。
在滤波电路3中，电容分压电路2的输出与二极管D1的阳极相连，二极管D1的阴极经电阻R2连接到输出端。在输出端与地之间并联有电容C1与表示负载的电阻R3。
滤波电路3对电容C3两端的交流变化信号起滤波作用。二极管D1隔离滤波电路和电容分压电路，电阻R2和电容C1组成的滤波电路将交流信号滤波为直流。
电路开始工作时，由于比较器COMP同相输入端输入电压大于反相输入端，比较器COMP输出高电平。经过电阻R6对电容C4充电，当电容C4上的电压高于阈值电压时，比较器COMP输出低电平，将电阻R5下拉到地，设置新的阈值电压，同时电容C4放电。当电容C4电压小于新的阈值电压后，比较器COMP输出高电平，并再次对电容C4充电。如此循环，比较器COMP的输出端就产生了方波。
当人手触摸按键时，触摸按键的电容C3的容值增大，对交流信号容抗减小，其上分压所得的方波幅值减小，经滤波后所得的稳定电压值减小，因此测量这个电压值就能知道是否有手指靠近触摸键。
电容C2可以调整因电容C3容值变化导致的电压变化量。电容C2不同，电容C3由容值变化引起的电压变化不同。
交流电压信号由比较器COMP及其外围器件产生，使得作为基准的交流信号稳定可靠，降低了成本。
本实用新型实施例利用电容分压原理和电容的容值不同对交流信号容抗就不同的电容特性，以按键电容的变化作为检测参数，得到不同按键状态时的电压。主芯片4只需检测最后的电压变化，无需进行按键过程检测，简化了软件程序，同时芯片开销极低。
若需进行多键检测时，方波产生电路1不需增加，只需相应的增加同等数量的电容分压电路2、滤波电路3即可。此时对于A/D口资源很少的情况，可以将所有输出电压用加法器累加，再输入至同一个A/D口。
例如4按键情况，设置按键1对应的电容C2的电容值，例如使其手指接近时影响电容C3变化而造成的电压变化为1.6V。以此类推，设置按键2为0.8V；按键3为0.4V；按键4为0.2V，然后，用加法器将所有电压累加。这样，由于每个按键电压变化量遵循8421的二进制编码方式，测量最后累加电压的变化量就能判断是哪个按键有手指接近。需指出的是，按键越多，抗干扰能力越弱。
本实用新型实施例以按键的电容变化为基础，利用电容分压原理、不同容值对交流信号容抗不同的特性，再辅以相关功能电路，可快捷、可靠的反映出当前按键的变化。其特点是成本低、稳定性好、电路简单、无需复杂的程序编写等。另外，通过在输出口连接加法器，可使该电路适用于A/D口资源很少的情况，简化了电路结构。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种触摸键电路，其特征在于，所述电路包括：
产生方波电压的方波产生电路；
与所述方波产生电路连接，将所述方波电压分压，输出交流电压信号的至少一个电容分压电路；
与所述电容分压电路相连接，对所述交流电压信号滤波，输出作为待检测信号的至少一个滤波电路；
与所述滤波电路相连接，对所述待检测信号进行检测，判断按键状态变化的主芯片。
2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述方波产生电路包括比较器COMP、电阻R4、电阻R7、电阻R5、电阻R6以及上拉电阻R1：
所述比较器COMP的同相输入端经所述电阻R4与电源相连，以及经所述电阻R7与地相连；
所述电阻R5跨接于所述比较器COMP的同相输入端与输出端之间；
所述比较器COMP反相输入端经所述电容C4接地；
所述电阻R6跨接于所述比较器COMP的反相输入端与输出端之间；
所述上拉电阻R1连接于电源与比较器COMP输出端之间。
3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电容分压电路包括电容C2，与所述电容C2串联的代表触摸键电容的C3，以及与C3并联的二极管D2，二极管D2的阳极接地。
4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述滤波电路包括二极管D1、电阻R2、电容C1与电阻R3；
电容分压电路的输出与所述二极管D1的阳极相连；
所述二极管D1的阴极经所述电阻R2连接到输出端；
所述电容C1与电阻R3并联在输出端与地之间。
5.一种包含权利要求1的触摸键电路的触摸控制装置。
6.一种包含权利要求1的触摸键电路的触摸屏。
7.一种包含权利要求1的触摸键电路的电子设备。
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