CN202889317U - 一种电容式触摸按键电路 - Google Patents
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Abstract
一种电容式触摸按键电路，包括方波信号发生电路、整形升压电路以及电容感应采样电路；所述的方波信号发生电路的信号输出端与整形升压电路的信号输入端连接，整形升压电路的信号输出端与电容感应采样电路的信号输入端连接，电容感应采样电路的信号输出端与方波信号发生电路的信号输入端连接。本实用新型通过单片机来产生方波信号，并把电容感应电路中的电容电压信号引入单片机的A/D端口，通过单片机计算出电容两端的电压信号的大小变化，从而可实现电容感应按键的识别，具有成本低、易于实现，可靠性高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电容式触摸按键电路。
背景技术
在触摸按键技术中，目前主要可分为电阻式触摸按键和电容式感应按键，由于电阻式的触摸按键需要在设备表面贴一张触摸电阻薄膜，其耐用性较低，而电容感应按键技术具有在非金属操作面板上无需开孔处理、防水防污，易清洁、无机械开关磨损而寿命长等优点。而目前越来越多的电子产品、家用电器都加入了电容触摸感应来作为一个卖点，不少电子元件供应商也因此加大了对电容触摸按键的应用研究并推出众多电容感应按键类的专业芯片。但这些芯片价格往往较高，很难应用到一些成本要求低的电路中去，目前一些触摸感应按键电路也存在抗干扰能力较差，易产生误操作等缺点。
实用新型内容
为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种电路结构简单、成本低，稳定可靠的电容式触摸按键电路。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：一种电容式触摸按键电路，包括方波信号发生电路、整形升压电路以及电容感应采样电路，所述的方波信号发生电路的信号输出端与整形升压电路的信号输入端连接，整形升压电路的信号输出端与电容感应采样电路的信号输入端连接，电容感应采样电路的信号输出端与方波信号发生电路的信号输入端连接。
所述整形升压电路包括三极管，第一电阻、第二电阻、第三电阻，第一电容、第二电容、第三电容，第一二极管以及电感；所述的第一电阻一端作为整形升压电路的信号输入端，另一端与三极管的基极连接，所述第一电容与第一电阻并联连接；第三电阻、第二电阻以及电感依次连接，电感的另一端与三极管的集电极连接，第三电阻的另一端与电源连接，第二电容一端连接于第二电阻与第三电阻之间，另一端接地；三极管的发射极接地，第一二极管的阳极以及第三电容的一端与三极管的发射极连接，三极管的集电极作为整形升压电路的信号输入端，第一二极管的阴极以及第三电容的另一端与三极管的集电极连接。
所述的电容感应采样电路包括电容感应按键，第二二极管、第三二极管，第四电阻、第五电阻以及第四电容；所述第二二极管、第三二极管的阳极，第四、第五电阻的一端与电容感应按键的感应电极连接，第二二极管的阴极与第四电阻的另一端连接在一起作为电容感应采样电路的信号输入端与三极管的集电极连接，第三二极管的阴极、第五电阻的另一端以及第四电容的一端连接在一起作为电容感应采样电路的信号输出端与方波信号发生电路的信号输入端连接。
所述的方波信号发生电路由单片机组成，其输出方波信号的PWM端口作为信号输出端连接到整形升压电路的信号输入端，单片机的A/D端口作为信号输入端与电容感应采样电路的信号输出端连接。
进一步地，所述的方波信号为输出占空比为50%的方波信号，所述的第四电阻、第五电阻具有相同的电性参数，所述的第二二极管、第三二极管具有相同的电性参数。
在实际的应用中，电子产品的按键往往不止一个，本电容式触摸按键电路可以根据需要很方便地进行扩展，只需根据实际的按键需求，相应增加电容感应按键电路即可。
本实用新型通过单片机来产生方波信号，并把电容感应电路中的电容电压信号引入单片机的A/D端口，通过单片机计算出电容两端的电压信号的大小变化，从而可实现电容感应按键的识别，具有成本低、易于实现，可靠性高等优点。
附图说明
图1是本实用新型实施例的电路示意图。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如附图1所示，一种电容式触摸按键电路，包括方波信号发生电路、整形升压电路以及电容感应采样电路，所述的方波信号发生电路的信号输出端与整形升压电路的信号输入端连接，整形升压电路的信号输出端与电容感应采样电路的信号输入端连接，电容感应采样电路的信号输出端与方波信号发生电路的信号输入端连接。
所述整形升压电路包括三极管Q1，第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3，第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3，第一二极管D1以及电感L1;所述的第一电阻R1一端作为整形升压电路的信号输入端，另一端与三极管Q1的基极连接，所述第一电容C1与第一电阻R1并联连接；第三电阻R3、第二电阻R2以及电感L1依次连接，电感L1的另一端与三极管Q1的集电极连接，第三电阻R3的另一端与电源VCC连接，第二电容C2一端连接于第二电阻R2与第三电阻R3之间，另一端接地；三极管Q1的发射极接地，第一二极管D1的阳极以及第三电容C3的一端与三极管Q1的发射极连接，三极管Q1的集电极作为整形升压电路的信号输入端，第一二极管D1的阴极以及第三电容C3的另一端与三极管Q1的集电极连接。
所述的电容感应采样电路包括电容感应按键K，第二二极管D2、第三二极管D3，第四电阻R4、第五电阻R5以及第四电容C4；所述第二二极管D2、第三二极管D3的阳极，第四电阻R4、第五电阻R5的一端与电容感应按键K的感应电极连接，第二二极管D2的阴极与第四电阻R4的另一端连接在一起作为电容感应采样电路的信号输入端与三极管Q1的集电极连接，第三二极管D3的阴极、第五电阻R5的另一端以及第四电容C4的一端连接在一起作为电容感应采样电路的信号输出端与方波信号发生电路的信号输入端连接。
所述的方波信号发生电路由单片机组成，其输出方波信号的PWM端口作为信号输出端连接到整形升压电路的信号输入端，单片机的A/D端口作为信号输入端与电容感应采样电路的信号输出端连接。
所述的第四电阻R4、第五电阻R5具有相同的电性参数，所述的第二二极管D2、第三二极管D3具有相同的电性参数。
在实际的应用中，电子产品的按键往往不止一个，本电容式触摸按键电路可以根据需要很方便地进行扩展，只需根据实际的按键需求，相应增加电容感应按键电路即可。
下面对本实施的工作原理作简单的描述：单片机的PWM端口输出频率为500 kHz、占空比为50%的方波信号，经整形升压电路处理后，输送到电容感应采样电路中，最后把电容感应采样电路中的第四电容C4两端的电压信号输入到单片机的A/D端口进行处理。当方波信号为高电平时，电路对第四电容C4进行充电，当方波信号为低电平时，电路对第四电容C4进行放大，由于第四电阻R4、第五电阻R5具有相同的电性参数，第二二极管D2、第三二极管D3具有相同的电性参数,因此其充电时间常数等于放电时间常数。单片机可以通过A/D端口将第四电容C4两端电压值转换为数字量，并可因此计算比较出第四电容C4两端电压值的变化大小。当有手指触碰到电容感应按键时，电容感应按键内存在的电磁场将发生变化，使第四电容C4的电荷也随之发生改变，因此第四电容C4两端的电压将改变，当第四电容C4两端的电压变化量达到一定的精度要求时，单片机系统便可因此实现对电容感应按键是否被按下的识别。由于单片机的输出驱动能力有限，其输出方波信号的幅值较小，同时为了使其输出的方波信号的幅值更加稳定可靠，因此把单片机输出的方波信号经升压处理后再输送到电容感应采样电路，以免出现即使没有手指触摸按键，也会造成读键误判的可能。
上述实施例为本实用新型的较佳的实现方式，并非是对本实用新型的限定，在不脱离本实用新型的发明构思的前提下，任何显而易见的替换均在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1. 一种电容式触摸按键电路，其特征在于：包括方波信号发生电路、整形升压电路以及电容感应采样电路，所述的方波信号发生电路的信号输出端与整形升压电路的信号输入端连接，整形升压电路的信号输出端与电容感应采样电路的信号输入端连接，电容感应采样电路的信号输出端与方波信号发生电路的信号输入端连接。
2. 根据权利要求1所述的电容式触摸按键电路，其特征在于：所述整形升压电路包括三极管（Q1），第一电阻（R1）、第二电阻（R2）、第三电阻（R3），第一电容（C1）、第二电容（C2）、第三电容（C3），第一二极管（D1）以及电感（L1）;所述的第一电阻一端作为整形升压电路的信号输入端，另一端与三极管的基极连接，所述第一电容与第一电阻并联连接；第三电阻、第二电阻以及电感依次连接，电感的另一端与三极管的集电极连接，第三电阻的另一端与电源连接，第二电容一端连接于第二电阻与第三电阻之间，另一端接地；三极管的发射极接地，第一二极管的阳极以及第三电容的一端与三极管的发射极连接，三极管的集电极作为整形升压电路的信号输入端，第一二极管的阴极以及第三电容的另一端与三极管的集电极连接。
3. 根据权利要求2所述的电容式触摸按键电路，其特征在于：所述的电容感应采样电路包括电容感应按键（K），第二二极管（D2）、第三二极管（D3），第四电阻（R4）、第五电阻（R5）以及第四电容（C4）；所述第二二极管、第三二极管的阳极，第四、第五电阻的一端与电容感应按键的感应电极连接，第二二极管的阴极与第四电阻的另一端连接在一起作为电容感应采样电路的信号输入端与三极管的集电极连接，第三二极管的阴极、第五电阻的另一端以及第四电容的一端连接在一起作为电容感应采样电路的信号输出端与方波信号发生电路的信号输入端连接。
4. 根据权利要求3所述的电容式触摸按键电路，其特征在于：所述的方波信号发生电路由单片机组成，其输出方波信号的PWM端口作为信号输出端连接到整形升压电路的信号输入端，单片机的A/D端口作为信号输入端与电容感应采样电路的信号输出端连接。
5. 根据权利要求1-4任一项所述的电容式触摸按键电路，其特征在于：所述的方波信号为输出占空比为50%的方波信号。
6. 根据权利要求5所述的电容式触摸按键电路，其特征在于：所述电容式触摸按键电路中的所述的第四电阻、第五电阻具有相同的电性参数，所述的第二二极管、第三二极管具有相同的电性参数。
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