CN212435669U - 应用于触摸按键的低功耗集成电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种应用于触摸按键的低功耗集成电路，包括：触控模块，与外部触摸按键电连接，用于响应于所述外部触摸按键的触摸操作采集触摸信号；微处理器，与所述触控模块电连接，用于对所述触控模块采集的触摸信号进行处理；电源管理模块，与所述微处理器和所述触控模块电连接，用于控制所述微处理器和所述触控模块的供电。该低功耗集成电路一方面减少了外围电路以及降低了生产成本，另一方面降低电路整体功耗，提高了整体性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及触摸按键电路领域，具体涉及一种应用于触摸按键的低功耗集成电路。
背景技术
随着物联网技术的不断发展，传统电子设备越来越重视人机交互方式的革新，老式的机械开关逐渐被触摸式开关所替代，智能门锁、智能灯具等物联网设备已经将触摸按键作为主要的交互方式。触摸按键根据物理学原理可分为电容式、电阻式、红外线感应式、声波式等等。其中电容式触摸按键应用范围广，由于其没有任何机械部件，不会产生磨损，因此寿命长，维护成本低。
电容式触摸按键的工作原理为：触摸按键下部设置有触摸传感器，本身具有一定的电容，电路通过对该电容重复的充放电来采集充放电过程中产生的可变信号，进而识别触摸按键是否发生触摸操作。当无物体接触时，触摸按键电容不变，通过电路采集的可变信号维持稳态，MCU识别该参数判断无触摸操作发生；当接触到人体时，人体与地形成一个电容，该电容与触摸按键本身电容串联，导致触摸按键的电容变大，从而导致可变信号发生改变，通过MCU识别该可变信号的变化，来判断触摸按键发生触摸操作。
上述触摸按键的工作过程所带来的问题是，MCU长时间处于工作状态，导致电路功耗偏高。
另一方面，现有的触摸按键方案中，通常在主控芯片外挂触摸芯片，由触摸芯片来对触摸按键进行重复的充放电，以此产生可变信号，并给到主控芯片，由主控芯片根据该信号执行相应的操作。如此一来，外挂的触摸芯片不仅占用了电路使用面积，同时也增加了生产成本。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供了一种应用于触摸按键的低功耗集成电路，其解决了上述至少一个问题。
本实用新型所提供的具体方案如下所述：
一种应用于触摸按键的低功耗集成电路，包括：
触控模块，与外部触摸按键电连接，用于响应于所述外部触摸按键的触摸操作采集触摸信号；
微处理器，与所述触控模块电连接，用于对所述触控模块采集的触摸信号进行处理；
电源管理模块，与所述微处理器和所述触控模块电连接，用于控制所述微处理器和所述触控模块的供电。
具体的，所述触控模块包括：
触摸模拟电路，分别与外部触摸按键、电源管理模块电连接，用于对外部触摸按键进行循环充放电，并在充放电过程中采集触摸信号，输出至触摸数字电路；
触摸数字电路，分别与触摸模拟电路、电源管理模块、微处理器电连接，用于对触摸信号进行滤波处理，判断触摸操作，输出至电源管理模块和微处理器。
具体的，所述触摸模拟电路在传输所述触摸信号给触摸数字电路前，对所述触摸信号进行整形处理。
具体的，所述触摸数字电路在对所述触摸信号进行触摸操作判断前，对所述触摸信号进行滤波处理。
具体的，所述电源管理模块包括切换模块，所述切换模块用于控制所述触摸模拟电路、触摸数字电路、微处理器的供电，使所述低功耗集成电路以不同的模式工作。
具体的，所述模式包括工作模式与低功耗模式，其中，
所述工作模式下，触摸模拟电路、触摸数字电路、微处理器正常供电；
所述低功耗模式下，触摸模拟电路低功耗供电，触摸数字电路维持供电，微处理器断开供电。
具体的，所述触摸模拟电路还包括RC振荡电路，所述RC振荡电路用于为触摸数字电路提供时钟。
本实用新型提供的应用于触摸按键的低功耗集成电路一方面将外挂的触摸芯片与主控芯片集成，减少了外围电路以及降低了生产成本，另一方面通过工作模式切换，在正常工作模式下不影响电路正常工作，在低功耗工作模式下降低电路整体功耗，提高了整体性能。
附图说明
附图1为本实用新型提供的应用于触摸按键的低功耗集成电路的电路模块图。
附图2为图1所示进一步的具体电路模块图。
附图3为电源管理模块的供电路径示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型中附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分，而不是全部。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施手段，都属于本实用新型保护的范围。
参照图1所示，为解决触摸芯片外挂导致电路面积大、生产成本增加的问题，本实用新型提供了一种应用于触摸按键的低功耗集成电路，包括：
触控模块，与外部触摸按键电连接，用于响应于所述外部触摸按键的触摸操作采集触摸信号；
微处理器，与所述触控模块电连接，用于对所述触控模块采集的触摸信号进行处理；
电源管理模块，与所述微处理器和所述触控模块电连接，用于控制所述微处理器和所述触控模块的供电。
上述触摸信号可以是电容C的电流大小变化，可以是电容C的载荷量变化，也可以是电容C充放电的周期变化，诸如此类。通过触摸按键在人体触摸前后的电容C电容改变所引起的电路参数变化，在本实用新型中均可以作为所述触摸信号，触摸信号的具体类型在本实用新型中不做明显限制，本领域技术人员可以根据需求和电路具体结构自由选取。
参照图2所示，上述触控模块包括触摸模拟电路和触摸数字电路，其中，
触摸模拟电路，分别与外部触摸按键、电源管理模块电连接，用于对外部触摸按键进行循环充放电，并在充放电过程中采集触摸信号，输出至触摸数字电路；
触摸数字电路，分别与触摸模拟电路、电源管理模块、微处理器电连接，用于对触摸信号进行滤波处理，判断触摸操作，输出至电源管理模块和微处理器。
进一步，为获得较为理想的波形，上述触摸模拟电路在传输所述触摸信号给触摸数字电路前，对所述触摸信号进行整形处理。同样的，为获得较为平整的波形，上述触摸数字电路在对所述触摸信号进行触摸操作判断前，对所述触摸信号进行滤波处理。
图2所示电容C为上述外部触摸按键的等效电容，如背景技术所述触摸按键的工作原理，触摸模拟电路与电容C连接，对电容C循环进行充放电，同时在充放电过程中采集触摸信号，将触摸信号输出至触摸数字电路，经触摸数字电路滤波后输出至微处理器，由微处理器对触摸信号进行识别，判断触摸按键是否发生触摸操作。
进一步，为解决由于频繁重复的对触摸按键的电容C进行充放电和微处理器长时间处于工作状态，导致电路功耗较大的问题，本实用新型在上述集成电路的工作状态中进行模式区分。
继续参照图2，上述电源管理模块包括切换模块，该切换模块用于控制所述触摸模拟电路、触摸数字电路、微处理器的供电，使所述低功耗集成电路以不同的模式工作。所述模式包括工作模式与低功耗模式，其中，
所述工作模式下，触摸模拟电路、触摸数字电路、微处理器正常供电；
所述低功耗模式下，触摸模拟电路低功耗供电，触摸数字电路维持供电，微处理器断开供电。
参照图3，其示出了电源管理模块分别为微处理器、触摸数字电路和触摸模拟电路供电，其中，微处理器的供电电压为图中所示VDD，触摸数字电路的供电电压为图中所示VDDTK，触摸模拟电路的供电电压为图中所示VDDIO。在工作模式下，VDD、VDDTK、VDDIO均通过电压管理模块供给，维持电路的正常供电。
而在低功耗工作模式下，电源管理模块通过切换模块断开微处理器的供电电压VDD，触摸数字电路的供电电压VDDTK以及触摸模拟电路的供电电压VDDIO则依旧处于使能状态，同时，触摸模拟电路的负载变小，使其进入低功耗模式。
上述集成电路的工作模式和低功耗模式可自动切换，其原理具体为：集成电路上电后配置好触控模块的相关参数，触摸按键的相关电路开始工作，集成电路进入工作模式；在微处理器长时间判断到触摸电容没有发生触摸操作时，微处理器控制电源管理模块关闭微处理器供电电压VDD，保留触摸数字电路供电电压VDDTK和触摸模拟电路供电电压VDDIO，同时将触摸模拟电路配置为低功耗状态，集成电路进入低功耗模式；在触摸电容发生触摸操作时，触摸数字电路将触摸信号输出至电源管理模块，控制电源管理模块使能微处理器供电电压VDD，同时将触摸模拟电路配置为工作状态，集成电路重新进入工作模式，微处理器此时则会响应相关触摸操作。
上述模拟电路还包括RC振荡电路，该RC振荡电路在低功耗模式下，为触摸数字电路提供维持电路正常工作的时钟。
尽管展示、描述并指出了应用于其优选实施方式的本实用新型的基本新颖特征，但是应该理解，本领域的熟练技术人员可以对所描述的设备和方法的形式和细节进行各种删节、替换和变更，而并不背离本实用新型的实质。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 (7)
1.一种应用于触摸按键的低功耗集成电路，其特征在于，包括：
触控模块，与外部触摸按键电连接，用于响应于所述外部触摸按键的触摸操作采集触摸信号；
微处理器，与所述触控模块电连接，用于对所述触控模块采集的触摸信号进行处理；
电源管理模块，与所述微处理器和所述触控模块电连接，用于控制所述微处理器和所述触控模块的供电。
2.如权利要求1所述的低功耗集成电路，其特征在于，所述触控模块包括：
触摸模拟电路，分别与外部触摸按键、电源管理模块电连接，用于对外部触摸按键进行循环充放电，并在充放电过程中采集触摸信号，输出至触摸数字电路；
触摸数字电路，分别与触摸模拟电路、电源管理模块、微处理器电连接，用于对触摸信号进行滤波处理，判断触摸操作，输出至电源管理模块和微处理器。
3.如权利要求2所述的低功耗集成电路，其特征在于，所述触摸模拟电路在传输所述触摸信号给触摸数字电路前，对所述触摸信号进行整形处理。
4.如权利要求2所述的低功耗集成电路，其特征在于，所述触摸数字电路在对所述触摸信号进行触摸操作判断前，对所述触摸信号进行滤波处理。
5.如权利要求2所述的低功耗集成电路，其特征在于，所述电源管理模块包括切换模块，所述切换模块用于控制所述触摸模拟电路、触摸数字电路、微处理器的供电，使所述低功耗集成电路以不同的模式工作。
6.如权利要求5所述的低功耗集成电路，其特征在于，所述模式包括工作模式与低功耗模式，其中，
所述工作模式下，触摸模拟电路、触摸数字电路、微处理器正常供电；
所述低功耗模式下，触摸模拟电路低功耗供电，触摸数字电路维持供电，微处理器断开供电。
7.如权利要求6所述的低功耗集成电路，其特征在于，所述触摸模拟电路还包括RC振荡电路，所述RC振荡电路用于在所述低功耗模式下，为所述触摸数字电路提供时钟。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021387795.3U CN212435669U (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 应用于触摸按键的低功耗集成电路 |
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| CN202021387795.3U CN212435669U (zh) | 2020-07-15 | 2020-07-15 | 应用于触摸按键的低功耗集成电路 |
Publications (1)
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN212435669U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115333521A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-11 | 深圳市锦锐科技股份有限公司 | 一种应用于rc触摸按键的低功耗集成电路 |
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| CN115333521A (zh) * | 2022-08-22 | 2022-11-11 | 深圳市锦锐科技股份有限公司 | 一种应用于rc触摸按键的低功耗集成电路 |
| CN115333521B (zh) * | 2022-08-22 | 2023-09-12 | 深圳市锦锐科技股份有限公司 | 一种应用于rc触摸按键的低功耗集成电路 |
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