解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法及其觸摸識別系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，包括1）給系統上電，系統對觸摸按鍵進行多次掃描，設定出合適的高閥值VH和低閥值VL；2）系統進入低功耗模式，繼續檢測觸摸按鍵以確定是否喚醒系統；3）系統被喚醒后進入正常模式，使通過對觸摸按鍵掃描得到的電容轉換值分別與高閥值VH和低閥值VL進行比較以判斷系統喚醒方式；4）若系統由于手指觸摸而喚醒，識別出具體哪些按鍵被觸摸并綜合分析出觸摸的行為，然后執行具體觸摸行為操作；5）若系統由于手指拿開而喚醒，對觸摸按鍵進行多次掃描，設定出新的更合適的高閥值和低閥值，進入步驟2）。
【專利說明】
解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法及其觸摸識別系統
技術領域
[0001 ]本發明涉及電容式觸摸按鍵領域，具體來說，涉及一種解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法及其觸摸識別系統。
【背景技術】
[0002]相比于傳統的機械式按鍵，電容式觸摸感應按鍵不僅耐用、使用壽命長而且兼顧安全、美觀等優點，它已經改變傳統意義上的機械按鍵的方法，只需輕輕觸模，就可以很方便的達到按鍵控制效果，而且具備更多更靈活的控制方法，比如滑動手勢控制等。它已經廣泛應用于手機、家電、智能家居甚至工業控制等多個領域。在用戶體驗當中，電容式觸摸感應按鍵的誤觸發或者觸發不靈敏是至關重要的問題，這其中系統在上電時的正常初始化起到重要的作用，否則很可能出現初始化后工作異常的情況，如何達到穩定的上電初始化是必須要考慮的問題。
[0003]首先，了解下電容式觸摸感應按鍵基本工作原理，如圖1所示，無觸摸時，在按鍵上有等效的寄生電容CO，當手指觸摸時，將會引入一個電容Cl并聯到按鍵上，因為手指和大地之間的等效電容Cbody很大，對應的容抗可以忽略，所以人手指的電勢與大地基本相等，這樣就相當于在按鍵上并聯了一個電容Cl，電容增大，對應的轉換值變大，所以在有無觸摸兩種情況下的轉換值之間選取一個合適的閾值，就可正確識別觸摸動作，當電容轉換值小于這個閾值時，判斷為按鍵無觸摸，而當電容轉換值大于這個閾值時，則判斷為觸摸動作；
其中在設定閾值時需要考慮到環境噪聲的干擾情況，因為按鍵上的電容約為幾十皮法，人手指引入的電容變化更小(在1pf以內)，所以噪聲干擾就不能忽略不計，一般對應到按鍵上的電容轉換值的變化情況，反映在連續多次掃描得到的值，會在一個范圍內變化，也就是在最高值與最低值之間變化，在一定的時間內，噪聲干擾時隨機的，所以可以將最高值和最低值的平均值看做電容轉換值，當人手指觸模時，其噪聲干擾也同樣的跟隨存在，其平均值會跟隨手指觸摸而變大。
[0004]在一般應用系統中，目前常用的識別方法是:在系統上電后，針對觸摸按鍵先掃一組轉換值，根據該組值選取合適的閾值，然后設定好閾值，此時為了滿足低功耗的需求，一般要求系統進入低功耗模式，同時觸摸按鍵的檢測工作一直進行著，當檢測到有觸摸行為(觸摸按鍵轉換值高于設定閾值)時，從低功耗模式下喚醒系統開始正常，然后重新掃一組觸摸鍵的電容轉化值，根據這組值來識別出具體哪一按鍵被觸摸，然后執行相應操作。
[0005]上述應用場景中，它要求在系統上電的時候是不能有觸摸的行為，否則就會出現系統在進入低功耗后，不能被觸摸動作喚醒，而隨后的觸摸動作也就不能被識別的情況。因為上電時的觸摸行為，會導致首次設定的閾值是按鍵處于觸摸狀態下的值，在系統進入低功耗后，很難再識別按鍵被觸摸的行為(此時閾值即為觸摸時的電容轉化值)，這樣系統就會一直處于低功耗模式，不能被按鍵的觸摸行為喚醒，失去其應用的意義。
[0006]針對相關技術中的問題，目前尚未提出有效的解決方案。
【發明內容】
[0007]針對相關技術中的上述技術問題，本發明提出一種解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法及其觸摸識別系統，能夠達到即使處于觸摸狀態下時，上電后的觸摸行為也能被正常識別的效果。
[0008]為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的:
一種解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，包括以下步驟:
SI，給系統上電，系統對觸摸按鍵進行多次掃描，設定出合適的高閥值VH和低閥值VL; S2，系統進入低功耗模式，繼續檢測觸摸按鍵以確定是否喚醒系統；
S3，系統被喚醒后進入正常模式，使通過對觸摸按鍵掃描得到的電容轉換值分別與高閥值VH和低閥值VL進行比較以判斷系統喚醒方式；
S4，若系統由于手指觸摸而喚醒，識別出具體哪些按鍵被觸摸并綜合分析出觸摸的行為，然后執行具體觸摸行為操作；
S5，若系統由于手指拿開而喚醒，對觸摸按鍵進行多次掃描，設定出新的更合適的高閥值和低閥值，進入步驟S2。
[0009]優選的，步驟SI進一步包括:
Sll，給系統上電；
S12，多次掃描觸摸按鍵，對應的得到多組轉換值，取其中的最大值Vhigh和最小值V1W，根據一定的算法計算得出VH和VL ；
S13，設定VH為高閾值，VL為低閾值。
[0010]優選的，當處于觸摸狀態下，則設定的閾值為觸摸時的較大轉換值，當處于非觸摸狀態下，則設定的閾值為無觸摸時的較小轉換值。
[0011]優選的，步驟S3進一步包括:
S31，系統被喚醒后進入正常工作模式，首先對觸摸按鍵掃描得到一組電容轉換值，假設為VA;
S32將VA與設定的高低閾值做比較，當VA大于VH時，說明是由于手指觸摸而喚醒了系統;而當VA小于VL時，說明是由于手指拿開而喚醒了系統。
[0012]優選的，步驟S4進一步包括:
S41，當判斷為有手指觸摸按鍵后，需要針對每一個按鍵掃描，用來識別具體哪些按鍵被觸摸；
S42，當識別到具體的按鍵觸摸后，綜合分析出觸摸的行為類型；
S43，執行具體觸摸行為操作。
[0013]優選的，所述觸摸的行為類型包括短按、長按和滑動。
[0014]優選的，在正常模式下識別不到觸摸行為時，為滿足低功耗需求，則要進入步驟S2，進入低功耗工作模式。
[0015]優選的，步驟S5進一步包括:
S51，當判斷為因手指拿開而喚醒了系統，在無觸摸的狀態下，需要連續多次掃描觸摸按鍵，得到足夠多的電容轉換值，選取最高值與最低值，并計算得出新的更合適的VH與VL;S52，將高低閾值分別設定為新的VH與VL，進入步驟S2。
[0016]—種用于解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的觸摸識別系統，包括控制芯片、觸摸電路、ADC轉換電路、高閾值判斷電路、低閾值判斷電路和輸出觸摸信號的邏輯或門；所述觸摸電路與所述ADC轉換電路相連接，所述ADC轉換電路分別與所述高閾值判斷電路和低閾值判斷電路相連接，所述高閾值判斷電路和低閾值判斷電路均與所述邏輯或門相連接，所述邏輯或門通過導線與所述控制芯片相連接。
[0017]進一步的，所述高閥值判斷電路和低閥值判斷電路均包括數值比較模塊和閥值寄存模塊。
[0018]本發明的有益效果:通過在實現觸摸檢測控制電路時，實現兩種閾值的喚醒功能，分別為高閾值喚醒和低閾值喚醒，滿足大于高閾值或者低于低閾值的條件時均可喚醒系統，這樣在按鍵處于觸摸狀態下上電后，設置合適的低閾值，然后系統進入低功耗模式，當按鍵手指松開后，掃描的轉換值低于設定的低閾值，就可以正常喚醒系統，然后開始正常的識別操作了，從而解決了觸控識別系統一直處于低功耗狀態不能被喚醒的問題。
[0019]本發明所述的觸摸識別系統，采用兩個閾值的判斷方法來實現觸摸動作的識別，當電容轉換值大于高閾值或者低于低閾值時均產生觸摸信號，這樣觸摸按鍵上的電容增大或者電容變小都能夠被正確識別出來。
【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0021 ]圖1是根據本發明的【背景技術】所述的觸摸按鍵工作原理圖；
圖2是根據本發明實施例所述的用于解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的觸摸識別系統的結構示意圖；
圖3是本發明實施例的按鍵處于觸摸狀態的上電工作情景圖；
圖4是本發明實施例的按鍵處于非觸摸狀態的上電工作情景圖；
圖5是根據本發明實施例所述的一種解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法的流程圖。
[0022]圖中:1、觸摸電路;2、控制芯片;3、ADC轉換電路;4、低閥值判斷電路;5、高閥值判斷電路;6、邏輯或門。
【具體實施方式】
[0023]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0024]如圖1-5所示，根據本發明實施例所述的一種解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，包括以下步驟:
SI，給系統上電，系統對觸摸按鍵進行多次掃描，設定出合適的高閥值VH和低閥值VL; S2，系統進入低功耗模式，繼續檢測觸摸按鍵以確定是否喚醒系統；
S3，系統被喚醒后進入正常模式，使通過對觸摸按鍵掃描得到的電容轉換值分別與高閥值VH和低閥值VL進行比較以判斷系統喚醒方式；
S4，若系統由于手指觸摸而喚醒，識別出具體哪些按鍵被觸摸并綜合分析出觸摸的行為，然后執行具體觸摸行為操作；
S5，若系統由于手指拿開而喚醒，對觸摸按鍵進行多次掃描，設定出新的更合適的高閥值和低閥值，進入步驟S2。
[0025]優選的，步驟SI進一步包括:
Sll，給系統上電；
S12，多次掃描觸摸按鍵，對應的得到多組轉換值，取其中的最大值Vhigh和最小值V1W，根據一定的算法計算得出VH和VL ；
S13，設定VH為高閾值，VL為低閾值。
[0026]優選的，當處于觸摸狀態下，則設定的閾值為觸摸時的較大轉換值，當處于非觸摸狀態下，則設定的閾值為無觸摸時的較小轉換值。
[0027]優選的，步驟S3進一步包括:
S31，系統被喚醒后進入正常工作模式，首先對觸摸按鍵掃描得到一組電容轉換值，假設為VA;
S32將VA與設定的高低閾值做比較，當VA大于VH時，說明是由于手指觸摸而喚醒了系統;而當VA小于VL時，說明是由于手指拿開而喚醒了系統。
[0028]優選的，步驟S4進一步包括:
S41，當判斷為有手指觸摸按鍵后，需要針對每一個按鍵掃描，用來識別具體哪些按鍵被觸摸；
S42，當識別到具體的按鍵觸摸后，綜合分析出觸摸的行為類型；
S43，執行具體觸摸行為操作。
[0029]優選的，所述觸摸的行為類型包括短按、長按和滑動。
[0030]優選的，在正常模式下識別不到觸摸行為時，為滿足低功耗需求，則要進入步驟S2，進入低功耗工作模式。
[0031 ]優選的，步驟S5進一步包括:
S51，當判斷為因手指拿開而喚醒了系統，在無觸摸的狀態下，需要連續多次掃描觸摸按鍵，得到足夠多的電容轉換值，選取最高值與最低值，并計算得出新的更合適的VH與VL;S52，將高低閾值分別設定為新的VH與VL，進入步驟S2。
[0032]另一方面，一種用于解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的觸摸識別系統，包括控制芯片7、觸摸電路1、ADC轉換電路3、高閾值判斷電路5、低閾值判斷電路4和輸出觸摸信號的邏輯或門6;所述觸摸電路I與所述ADC轉換電路3相連接，所述ADC轉換電路3分別與所述高閾值判斷電路5和低閾值判斷電路4相連接，所述高閾值判斷電路5和低閾值判斷電路4均與所述邏輯或門6相連接，所述邏輯或門6通過導線與所述控制芯片2相連接。
[0033]其中，所述高閥值判斷電路5和低閥值判斷電路4均包括數值比較模塊和閥值寄存豐旲塊。
[0034]所述ADC轉換電路3用以將觸摸按鍵上的模擬信號轉換為數字信號，便于數字電路進一步處理;所述高閾值判斷電路5用以將ADC轉換電路3轉換的數字值與設定好的高閾值進行比較判斷，當ADC轉換電路3轉換的數字值高于高閾值時，產生觸摸識別信號;所述低閾值判斷電路4用以將ADC轉換電路3轉換的數字值與設定好的低閾值進行比較判斷，當ADC轉換電路3轉換的數字值低于低閾值時，產生觸摸識別信號;所述邏輯或門6用以將所述高閾值判斷電路5產生的觸摸識別信號與低閾值判斷電路4產生的觸摸識別信號或起來，兩種情況均為有效的觸摸識別信號。
[0035]綜上所述，借助于本發明的上述技術方案，通過在實現觸摸檢測控制電路時，實現兩種閾值的喚醒功能，分別為高閾值喚醒和低閾值喚醒，滿足大于高閾值或者低于低閾值的條件時均可喚醒系統，這樣在按鍵處于觸摸狀態下上電后，設置合適的低閾值，然后系統進入低功耗模式，當按鍵手指松開后，掃描的轉換值低于設定的低閾值，就可以正常喚醒系統，然后開始正常的識別操作了，從而解決了觸控識別系統一直處于低功耗狀態不能被喚醒的問題。
[0036]本發明所述的帶有高低閾值判斷的觸摸控制器，應用于電容觸摸感應按鍵的識別系統，采用兩個閾值的判斷方法來實現觸摸動作的識別，當電容轉換值大于高閾值或者低于低閾值時均產生觸摸信號，這樣觸摸按鍵上的電容增大或者電容變小都能夠被正確識別出來。
[0037]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，其特征在于，包括以下步驟: SI，給系統上電，系統對觸摸按鍵進行多次掃描，設定出合適的高閥值VH和低閥值VL; S2，系統進入低功耗模式，繼續檢測觸摸按鍵以確定是否喚醒系統； S3，系統被喚醒后進入正常模式，使通過對觸摸按鍵掃描得到的電容轉換值分別與高閥值VH和低閥值VL進行比較以判斷系統喚醒方式； S4，若系統由于手指觸摸而喚醒，識別出具體哪些按鍵被觸摸并綜合分析出觸摸的行為，然后執行具體觸摸行為操作； S5，若系統由于手指拿開而喚醒，對觸摸按鍵進行多次掃描，設定出新的更合適的高閥值和低閥值，進入步驟S2。2.根據權利要求1所述的解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，其特征在于，步驟SI進一步包括: Sll，給系統上電； S12，多次掃描觸摸按鍵，對應的得到多組轉換值，取其中的最大值Vhigh和最小值V1W，根據一定的算法計算得出VH和VL ； S13，設定VH為高閾值，VL為低閾值。3.根據權利要求2所述的解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，其特征在于，當處于觸摸狀態下，則設定的閾值為觸摸時的較大轉換值，當處于非觸摸狀態下，則設定的閾值為無觸摸時的較小轉換值。4.根據權利要求1所述的解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，其特征在于，步驟S3進一步包括: S31，系統被喚醒后進入正常工作模式，首先對觸摸按鍵掃描得到一組電容轉換值，假設為VA; S32將VA與設定的高低閾值做比較，當VA大于VH時，說明是由于手指觸摸而喚醒了系統;而當VA小于VL時，說明是由于手指拿開而喚醒了系統。5.根據權利要求1所述的解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，其特征在于，步驟S4進一步包括: S41，當判斷為有手指觸摸按鍵后，需要針對每一個按鍵掃描，用來識別具體哪些按鍵被觸摸； S42，當識別到具體的按鍵觸摸后，綜合分析出觸摸的行為類型； S43，執行具體觸摸行為操作。6.根據權利要求5所述的解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，其特征在于，所述觸摸的行為類型包括短按、長按和滑動。7.根據權利要求5所述的決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，其特征在于，在正常模式下識別不到觸摸行為時，為滿足低功耗需求，則要進入步驟S2，進入低功耗工作模式。8.根據權利要求1所述的解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的方法，其特征在于，步驟S5進一步包括: S51，當判斷為因手指拿開而喚醒了系統，在無觸摸的狀態下，需要連續多次掃描觸摸按鍵，得到足夠多的電容轉換值，選取最高值與最低值，并計算得出新的更合適的VH與VL; S52，將高低閾值分別設定為新的VH與VL，進入步驟S2。9.一種用于解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的觸摸識別系統，其特征在于，包括控制芯片、觸摸電路、ADC轉換電路、高閾值判斷電路、低閾值判斷電路和輸出觸摸信號的邏輯或門；所述觸摸電路與所述ADC轉換電路相連接，所述ADC轉換電路分別與所述高閾值判斷電路和低閾值判斷電路相連接，所述高閾值判斷電路和低閾值判斷電路均與所述邏輯或門相連接，所述邏輯或門通過導線與所述控制芯片相連接。10.根據權利要求9所述的用于解決觸摸按鍵無法識別觸摸動作的觸摸識別系統，其特征在于，所述高閥值判斷電路和低閥值判斷電路均包括數值比較模塊和閥值寄存模塊。
【文檔編號】H03K17/96GK106059558SQ201610474173
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月24日
【發明人】姚宗付, 佟國增, 葉欣
【申請人】蘇州聚元微電子股份有限公司