CN207133770U - 一种多功能触摸设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多功能触摸设备，属于人机交互领域。该多功能触摸设备包括触摸控制电路、MP3播放电路、蓝牙通讯电路、单片机控制电路和电源电路；电源电路与触摸控制电路、MP3播放电路、蓝牙通讯电路、单片机控制电路分别连接；单片机控制电路包括单片机芯片，触摸控制电路包括触摸芯片，MP3播放电路包括MP3模块，蓝牙通讯电路包括蓝牙模块单片机芯片通过单片机芯片的USB接口与PC或USB MIDI音源设备连接；解决了现有的人机交互设备系统复杂，感应范围受限制的问题；达到了将触摸交互范围拓展至任何物体表面，拓展人机交互应用场景、提升交互系统性价比的效果。

Description

一种多功能触摸设备

技术领域

本实用新型实施例涉及人机交互领域，特别涉及一种多功能触摸设备。

背景技术

随着经济的发展，人们的物质生活水平提高，越来越多的人机交互产品出现在日常生活中，比如：VR(Virtual Reality，虚拟现实)设备、AR(Augmented Reality，增强现实)设备、体感识别设备。

然而，现有的人机交互产品的外形较为单一，VR、AR之类的系统需要较为昂贵的硬件、软件的支撑以及复杂的人工施工布局，在实际使用时局限性较大。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题，本实用新型实施例提供了一种多功能触摸设备。该技术方案如下：

第一方面，提供了一种多功能触摸设备，该多功能触摸设备包括触摸控制电路、MP3播放电路、蓝牙通讯电路、单片机控制电路以及电源电路；

所述电源电路与所述触摸控制电路、所述MP3播放电路、所述蓝牙通讯电路、所述单片机控制电路分别连接；

所述单片机控制电路包括单片机芯片，所述触摸控制电路包括触摸芯片，所述MP3播放电路包括MP3模块，所述蓝牙通讯电路包括蓝牙模块；

所述单片机芯片与所述触摸芯片、所述MP3模块、所述蓝牙模块分别连接；

所述单片机芯片通过所述单片机芯片的通用串行总线USB接口与PC或 USB MIDI音源设备连接；

所述电源电路包括锂电池充电芯片和稳压芯片，所述锂电池充电芯片的电源端连接USB电源端，所述锂电池充电芯片的电池端连接锂电池，所述锂电池充电芯片的电池端连接PMOS管，所述PMOS管的漏极为第一电压输出端；所述第一电压输出端连接所述稳压芯片的输入端，所述稳压芯片的输出端为第二电压输出端。

可选的，所述触摸控制电路中的所述触摸芯片的电源端连接所述第二电压输出端，所述触摸芯片的数据端与所述单片机芯片的数据端连接，所述触摸芯片的输入端连接触摸装置。

可选的，所述MP3播放电路中的所述MP3模块的第一数据发送端与所述单片机芯片的第一数据接收端连接，所述MP3模块的第一数据接收端与所述单片机芯片的第一数据发送端连接；

所述MP3模块中还设置有存储卡；

所述MP3模块的耳机输出端连接有耳机，或，所述MP3模块的扬声器端连接有扬声器。

可选的，所述蓝牙通讯电路中的所述蓝牙模块的第二数据发送端与所述单片机芯片的第二数据接收端连接，所述蓝牙模块的第二数据接收端与所述单片机芯片的第二数据发送端连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

该多功能触摸设备，包括触摸控制电路、MP3播放电路、蓝牙通讯电路、单片机控制电路以及电源电路；电源电路与触摸控制电路、MP3播放电路、蓝牙通讯电路、单片机控制电路分别连接；单片机控制电路包括单片机芯片，触摸控制电路包括触摸芯片，MP3播放电路包括MP3模块，蓝牙通讯电路包括蓝牙模块；单片机芯片与触摸芯片、MP3模块、蓝牙模块分别连接；单片机芯片通过单片机芯片的USB接口与PC或USB MIDI音源设备连接；解决了现有的人机交互设备系统复杂，感应范围受限制的问题；达到了将触摸交互范围拓展至任何物体表面，拓展人机交互应用场景、提升交互系统性价比的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一示例性实施例示出的一种多功能触摸设备的结构框图；

图2是根据一示例性实施例示出的一种电源电路的电路原理示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的一种单片机控制电路的电路原理示意图；

图4是根据一示例性实施例示出的一种触摸控制的电路原理示意图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种MP3播放电路的电路原理示意图；

图6是根据一示例性实施例示出的一种在蓝牙通讯电路的电路原理示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

请参考图1，其示出了本实用新型一个实施例提供的一种多功能触摸设备的结构框图。如图1所示，该多功能触摸设备包括触摸控制电路110、MP3播放电路120、蓝牙通讯电路130、单片机控制电路140以及电源电路150。

电源电路150与触摸控制电路11、MP3播放电路120、蓝牙通讯电路130、单片机控制电路140分别连接。

单片机控制电路140包括单片机芯片，触摸控制电路110包括触摸芯片， MP3播放电路120包括MP3模块，蓝牙通讯电路130包括蓝牙模块。

单片机芯片与触摸芯片、MP3模块、蓝牙模块分别连接。

单片机控制电路中的单片机芯片自带USB接口(Universal Serial Bus，通用串行总线)，单片机芯片通过单片机芯片的USB接口与PC或USB MIDI音源设备160连接。

该多功能触摸设备可通过USB接口连接PC或USB MIDI音源设备，将该多功能触摸装置配置USB键盘或USB MIDI触发器，以实现键盘、MIDI控制器等的功能；当触摸控制电路中的触摸芯片被触发时，就可以触发键盘事件或 MIDI事件。

电源电路150包括锂电池充电芯片和稳压芯片，锂电池充电芯片的电源端连接USB电源端，锂电池充电芯片的电池端连接锂电池，锂电池充电芯片的电池端连接PMOS管，PMOS管的漏极为第一电压输出端；第一电压输出端连接稳压芯片的输入端，稳压芯片的输出端为第二电压输出端。

以锂电池充电芯片的型号为MCP73831，稳压芯片的型号为MIC5219为例，图2示例性地示出了电源电路的电路原理示意图。

如图2中(a)所示，锂电池充电芯片MCP73831的电源端VIN连接USB 电源端VUSB，锂电池充电芯片MCP73831的电池端VBAT连接锂电池VBAT，锂电池充电芯片MCP73831的电池端还连接有PMOS管Q的源极，PMOS管Q 的栅极连接锂电池充电芯片MCP73831的电源端VIN，PMOS管Q的漏极为第一电压输出端VIN_1。

其中，锂电池VBAT用于提供3.7V电源，USB电源端用于提供USB供电，接线端子COM用于外接5V电源。

当USB电源端或者没有输入时，PMOS管Q不导通，电源电路由锂电池 VBAT供电；当USB电源端有输入时，PMOS管Q截止，电源电路由USB或外部5V电源供电，锂电池进入充电状态。

如图2中(b)所示，第一电压输出端VIN_1连接稳压芯片MIC5219的输入端IN，接稳压芯片MIC5219的输出端OUT为第二电压输出端VCC3.3，第二电压输出端VCC3.3用于输出3.3V的直流电为该多功能触摸设备中的其他电路提供稳定的工作电压。

可选的，第一电压输出端与稳压芯片的输入端之间还连接有开关。

电源电路还包括电容、电阻、二极管、发光二极管，电容、电阻、二极管、发光二极管在电源电路中的连接方式请参见图2，这里不再赘述。

可选的，为了显示电源电路中第一电压输出端和第二电压输出端是否正常工作，还在第一电压输出端和第二电压输出端分别连接发光二极管。

以单片机芯片的型号为STM32F103C8T6，触摸芯片的型号为MPR121，MP3 模块为串行MP3模块MP3-TF-12P，主芯片型号为YX5200，蓝牙模块的型号为 HC-05为例，图3、图4、图5、图6示例性地示出了单片机控制电路、触摸控制电路、MP3播放电路和蓝牙通讯电路的电路原理示意图。

需要说明的是，图1至图6中，芯片之间引脚标注的标号相同的引脚连接。

如图4所示，触摸控制电路中的触摸芯片MPR121的电源端连接第二电压输出端V3CC3.3，触摸芯片MPR121的数据端与单片机芯片STM32F103C8T6 的数据端连接，触摸芯片MPR121的输入端连接触摸装置。

触摸芯片MPR121具有12个通道，当12个通道中的任意一个有输入时，触摸芯片MPR121将信号反馈给单片机芯片STM32F103C8T6。

可选的，在触摸芯片的输入端E0-E11分别连接触摸电极，当任意一个触摸电极被触摸时，触摸芯片MPR121响应。比如：触摸电极为由导电墨水制作的图片，输出端E0连接导线或是铜箔胶带的一端，在导线或铜箔胶带的另一端粘贴由导电墨水制作的图片，当由导电墨水制作的图片被触摸按压时，由导电墨水制作的图片与导线或铜箔胶带的一端接触，产生输入信号。

可选的，触摸电极被设置在任意物体的表面，比如触摸电极被设置在墙壁上。

触摸芯片MPR121在运行时功耗极低，在12通道16ms的响应时间的应用模式下，只需要29μA平均供电电流，提高了多功能触摸设备的待机时间。

触摸芯片MPR121与单片机芯片STM32F103C8T6通过IIC接口实现数据通讯。

需要说明的是，触摸芯片的其他引脚的连接方式请参见图4，这里不再赘述。

如图5所示，MP3播放电路中的MP3模块MP3-TF-12P的第一数据发送端 MP3_TX与单片机芯片STM32F103C8T6的第一数据接收端连接，MP3模块 MP3-TF-12P的第一数据接收端MP3_RX与单片机芯片STM32F103C8T6的第一数据发送端连接。

MP3模块MP3-TF-12P与单片机芯片之间的采用串口通讯。

MP3模块MP3-TF-12P的电源端VCC与第一电压输出端VIN_1连接。

MP3模块MP3-TF-12P集成了MP3、WAV、WMA的硬解码，软件支持TF 卡驱动，支持FAT16、FAT32文件系统。

MP3模块中还设置有存储卡；存储卡中存储有音频文件。

MP3模块的耳机输出端DACL、DACR连接有耳机，或，MP3模块的扬声器端SPK1、SPK2连接有扬声器SPEAK。

单片机芯片控制MP3模块播放存储卡中的音频文件。

比如：在触摸芯片的输入端被触发时，触摸芯片向单片机芯片发送触发信号，单片机芯片接收并解析触发信号，再根据解析后的触发信号确定控制指令，将控制指令发送至MP3模块，MP3模块接收控制指令，并根据控制指令确定音频文件并播放。

MP3播放电路利用MP3模块MP3-TF-12P与单片机芯片STM32F103C8T6 连接，通过简单的串口指令即可完成播放指定的音乐，以及如何播放音乐等功能，无需繁琐的底层操作，使用方便、稳定可靠。

如图6所示，蓝牙通讯电路中的蓝牙模块HC-05的第二数据发送端BL_TX 与单片机芯片STM32F103C8T6的第二数据接收端连接，蓝牙模块的第二数据接收端BL_RX与单片机芯片STM32F103C8T6的第二数据发送端连接。

蓝牙模块HC-05的电源端连接第二电压输出端VCC3.3。

蓝牙模块与单片机芯片之间采用串口通讯。

蓝牙模块用于连接蓝牙设备，比如：设置有蓝牙芯片的风扇、灯泡等。

用户还可以利用智能终端与该多功能触摸设备中蓝牙模块连接，实现对该多功能触摸设备的模式调整、参数控制等。可选的，模式包括MP3播放、USB 键盘和USB MIDI触发器。

可选的，通过触发触摸控制电路中触摸芯片，实现控制与蓝牙模块连接的蓝牙设备的功能。比如：触摸芯片接收到触摸信号，将触摸信号发送至单片机芯片，单片机芯片接收触摸信号并解析，根据触摸信号确定蓝牙控制信号，并将蓝牙控制信号发送至蓝牙模块，蓝牙模块接收蓝牙控制信号并发送给连接的蓝牙设备，实现对其他蓝牙设备的控制。

需要说明的是，蓝牙模块的其他引脚的连接方式请参见图6，这里不再赘述。

综上所述，本实用新型实施例提供的多功能触摸设备，包括触摸控制电路、 MP3播放电路、蓝牙通讯电路、单片机控制电路以及电源电路；电源电路与触摸控制电路、MP3播放电路、蓝牙通讯电路、单片机控制电路分别连接；单片机控制电路包括单片机芯片，触摸控制电路包括触摸芯片，MP3播放电路包括 MP3模块，蓝牙通讯电路包括蓝牙模块；单片机芯片与触摸芯片、MP3模块、蓝牙模块分别连接；单片机芯片通过单片机芯片的USB接口与PC或USB MIDI 音源设备连接；解决了现有的人机交互设备系统复杂，感应范围受限制的问题；达到了将触摸交互范围拓展至任何物体表面，拓展人机交互应用场景、提升交互系统性价比的效果。

需要说明的是：上述本实用新型实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种多功能触摸设备，其特征在于，所述多功能触摸设备包括触摸控制电路、MP3播放电路、蓝牙通讯电路、单片机控制电路以及电源电路；

所述电源电路与所述触摸控制电路、所述MP3播放电路、所述蓝牙通讯电路、所述单片机控制电路分别连接；

所述单片机控制电路包括单片机芯片，所述触摸控制电路包括触摸芯片，所述MP3播放电路包括MP3模块，所述蓝牙通讯电路包括蓝牙模块；

所述单片机芯片与所述触摸芯片、所述MP3模块、所述蓝牙模块分别连接；

所述单片机芯片通过所述单片机芯片的通用串行总线USB接口与PC或MIDI音源设备连接；

所述电源电路包括锂电池充电芯片和稳压芯片，所述锂电池充电芯片的电源端连接USB电源端，所述锂电池充电芯片的电池端连接锂电池，所述锂电池充电芯片的电池端连接PMOS管，所述PMOS管的漏极为第一电压输出端；所述第一电压输出端连接所述稳压芯片的输入端，所述稳压芯片的输出端为第二电压输出端。

2.根据权利要求1所述的多功能触摸设备，其特征在于，

所述触摸控制电路中的所述触摸芯片的电源端连接所述第二电压输出端，所述触摸芯片的数据端与所述单片机芯片的数据端连接，所述触摸芯片的输入端连接触摸装置。

3.根据权利要求1所述的多功能触摸设备，其特征在于，

所述MP3播放电路中的所述MP3模块的第一数据发送端与所述单片机芯片的第一数据接收端连接，所述MP3模块的第一数据接收端与所述单片机芯片的第一数据发送端连接；

所述MP3模块中还设置有存储卡；

所述MP3模块的耳机输出端连接有耳机，或，所述MP3模块的扬声器端连接有扬声器。

4.根据权利要求1所述的多功能触摸设备，其特征在于，

所述蓝牙通讯电路中的所述蓝牙模块的第二数据发送端与所述单片机芯片的第二数据接收端连接，所述蓝牙模块的第二数据接收端与所述单片机芯片的第二数据发送端连接。