專利名稱：改進的人體觸摸檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電學領(lǐng)域，尤其涉及數(shù)字電路，特別是一種改進的人 體觸摸檢測電路。
技術(shù)背景
現(xiàn)有技術(shù)中，大量電器裝置采用人體觸摸檢測電路作為檢測開關(guān)器件。 傳統(tǒng)的主動感應式人體觸摸檢測電路由RC振蕩器和整形電路構(gòu)成，RC振 蕩器的一端接地，常態(tài)下，RC振蕩器向整形電路周期性輸出低電平信號 和高電平信號，整形電路的輸出端產(chǎn)生包含了高、低電平信號的周期脈沖 信號。在人體觸摸RC振蕩器中電阻器和電容器之間的節(jié)點時，由于人體 對地有一定的電容，適當設(shè)計R與C的值可使得RC振蕩器始終輸出低電 平信號，這樣，整形電路的輸出端常為低電平，利用數(shù)字電路常為低電平 信號和有一定頻率的脈沖信號加以區(qū)別，以達到檢測人體有無觸摸的目的。 但是，這種電路容易受天氣、濕度等自然界環(huán)境的影響，抗干擾能力弱， 穩(wěn)定性和實用性均不理想。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種改進的人體觸摸檢測電路，所述的這 種改進的人體觸摸檢測電路要解決現(xiàn)有技術(shù)中主動感應式人體觸摸檢測電 路容易受天氣、濕度等自然界環(huán)境的影響、抗干擾能力弱、穩(wěn)定性和實用 性不理想的技術(shù)問題。
本實用新型的這種改進的人體觸摸檢測電路由一個第一振蕩電路、一 個第二振蕩電路、 一個時序控制電路、 一個計數(shù)器、 一個第一寄存器、一 個第二寄存器、 一個第三寄存器和一個比較器構(gòu)成，所述的時序控制電路
中設(shè)置有一個時鐘信號輸入端、 一個上電復位端、 一個比較控制端、 一個 第一寄存器鎖存端、 一個第二寄存器鎖存端、 一個第三寄存器鎖存端和一
3個計數(shù)器復位端，所述的計數(shù)器中設(shè)置有一個時鐘信號輸入端、 一個輸出 端和一個復位信號端，其中，所述的第一振蕩電路的信號輸入端與一個第 一電阻器的一端和一個第一電容器的一端連接，所述的第一電阻器的另一 端為電源端，所述的第一電容器的另一端為接地端，第一振蕩電路的信號 輸出端與所述的時序控制電路的時鐘信號輸入端連接，時序控制電路的比 較控制端與所述的比較器連接，時序控制電路的第一寄存器鎖存端與所述 的第一寄存器的鎖存端連接，時序控制電路的第二寄存器鎖存端與所述的 第二寄存器的鎖存端連接，時序控制電路的第三寄存器鎖存端與所述的第
三寄存器的鎖存端連接，時序控制電路的計數(shù)器復位端(R)與所述的計數(shù) 器的復位信號端連接，所述的第二振蕩電路的信號輸入端與一個第二電阻 器的一端、 一個第二電容器的一端和一個人體觸摸端子連接，所述的第二 電阻器的另一端為電源端，所述的第二電容器的另一端為接地端，第二振 蕩電路的信號輸出端與計數(shù)器的時鐘信號輸入端連接，計數(shù)器的輸出端同 時連接到第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器的輸入端，第一寄存器的 輸出端、第二寄存器的輸出端、第三寄存器的輸出端均與比較器連接。
進一步的，所述的第一振蕩電路的結(jié)構(gòu)和參數(shù)與第二振蕩電路的結(jié)構(gòu) 和參數(shù)可以相同，第一電阻器與第二電阻器的參數(shù)可以相同，第一電容器 與第二電容器的參數(shù)可以相同。
具體的，本實用新型中所述的第一振蕩電路、第二振蕩電路、時序控 制電路、計數(shù)器、第一寄存器、第二寄存器、第三寄存器和比較器均采用 現(xiàn)有技術(shù)中的公知技術(shù)，有關(guān)上述公知技術(shù)方案，本領(lǐng)域的技術(shù)人員均已 了解，在此不再贅述。
本實用新型的工作原理是第一振蕩電路、第一電阻器和第一電容器 與第二振蕩電路、第二電阻器和第二電容器工作在相同環(huán)境下，當人體與 第二振蕩電路上連接的人體觸摸端子接觸時，由于人體對地有寄生電容， 因此改變了第二振蕩電路的頻率。時序控制電路、計數(shù)器、寄存器和比較器組成的數(shù)字電路根據(jù)第二振蕩電路輸出信號在人體觸摸前后的頻率差 別，準確判斷人體是否接觸人體觸摸端子。
本實用新型和己有技術(shù)相比，其效果是積極和明顯的。本實用新型利
用數(shù)字電路檢測人體觸摸引起的RC振蕩器頻率的變化，實現(xiàn)對人體觸摸的 檢測。振蕩電路輸出信號在人體觸摸前后這短期內(nèi)所受環(huán)境影響幾乎相同， 因此可以消除環(huán)境影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定。

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圖1是本實用新型的改進的人體觸摸檢測電路的原理圖。 圖2是本實用新型的改進的人體觸摸檢測電路的一個實施例中的時序 控制電路的輸出波形圖。
具體實施方式
實施例1:
如圖1所示，本實用新型的改進的人體觸摸檢測電路，由一個第一振 蕩電路l、 一個第二振蕩電路2、 一個時序控制電路3、 一個計數(shù)器4、 一 個第一寄存器5、 一個第二寄存器6、 一個第三寄存器7和一個比較器8 構(gòu)成，所述的時序控制電路3中設(shè)置有一個時鐘信號輸入端clkl、 一個上 電復位端P0R、 一個比較控制端CB、 一個第一寄存器鎖存端L1、 一個第二 寄存器鎖存端L2、 一個第三寄存器鎖存端L3和一個計數(shù)器復位端R，所述 的計數(shù)器4中設(shè)置有一個時鐘信號輸入端clk2、 一個輸出端和一個復位信 號端R，其中，所述的第一振蕩電路1的信號輸入端與一個第一電阻器R1 的一端和一個第一電容器C1的一端連接，所述的第一電阻器R1的另一端 為電源端vdd，所述的第一電容器C1的另一端為接地端gnd，第一振蕩電 路1的信號輸出端與所述的時序控制電路3的時鐘信號輸入端clkl連接， 時序控制電路3的比較控制端CB與所述的比較器8連接，時序控制電路3 的第一寄存器鎖存端Ll與所述的第一寄存器5的鎖存端連接，時序控制電 路3的第二寄存器鎖存端L2與所述的第二寄存器6的鎖存端連接，時序控制電路3的第三寄存器鎖存端L3與所述的第三寄存器7的鎖存端連接，時 序控制電路3的計數(shù)器復位端與所述的計數(shù)器4的復位信號端R連接，所 述的第二振蕩電路2的信號輸入端與一個第二電阻器R2的一端、一個第二 電容器C2的一端和一個人體觸摸端子T連接，所述的第二電阻器R2的另 一端為電源端vdd，所述的第二電容器C2的另一端為接地端gnd，第二振 蕩電路2的信號輸出端與計數(shù)器4的時鐘信號輸入端clk2連接，計數(shù)器4 的輸出端同時連接到第一寄存器5、第二寄存器6和第三寄存器7的輸入 端，第一寄存器5的輸出端、第二寄存器6的輸出端、第三寄存器7的輸 出端均與比較器8連接。
進一步的，所述的第一振蕩電路1的結(jié)構(gòu)和參數(shù)與第二振蕩電路2的 結(jié)構(gòu)和參數(shù)可以相同，第一電阻器R1與第二電阻器R2的參數(shù)可以相同， 第一電容器Cl與第二電容器C2的參數(shù)可以相同。
本實用新型的工作原理是第一振蕩電路l、第一電阻器R1和第一電 容器Cl與第二振蕩電路2、第二電阻器R2和第二電容器C2工作在相同環(huán) 境下，當人體與第二振蕩電路2上連接的人體觸摸端子T接觸時，由于人 體對地有寄生電容，因此改變了第二振蕩電路2的頻率。時序控制電路3、 計數(shù)器4、寄存器和比較器8組成的數(shù)字電路根據(jù)第二振蕩電路輸出信號 在人體觸摸前后的頻率差別，即第一寄存器5、第二寄存器6和第三寄存 器7所鎖存的值不同，經(jīng)比較器8比較來準確判斷人體是否接觸人體觸摸 端子T。
具體的，本實施例的工作原理和工作過程如下
電路剛上電時，上電復位電路輸出信號P0R作用于時序控制電路3， 使時序控制電路3的計數(shù)器復位端R對計數(shù)器4進行復位。時序控制電路 3另一端輸出比較控制端CB，使比較器8輸出的值等于第一寄存器5、第 二寄存器6、第三寄存器7的值均相同時比較器8應輸出的值。如第一寄 存器5、第二寄存器6和第三寄存器7的值均相同時，比較器8應輸出值
6為"0"，則電路剛上電時，比較器8輸出"0";如第一寄存器5、第二寄 存器6、第三寄存器7的值均相同時，比較器8應輸出值為"1"，則電路 剛上電時，比較器8輸出"1"。
上電復位信號P0R作用時序控制電路3以后，經(jīng)若干個CLK1周期后， 時序控制電路3輸出R、 Ll、 L2和L3， R、 Ll、 L2和L3的波形如圖2所示。 假設(shè)，R為"1"時，計數(shù)器4復位，Ll、 L2和L3為下降沿時，分別使第 一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7對計數(shù)器4的輸出OUT進行數(shù)據(jù) 采樣，否則圖2波形中的"0"與"1"均進行反相。Ll、 L2和L3均是以 CLK1周期為參照的具有固定頻率的掃描周期信號，在圖2中，每個T1T2T3 掃描周期，從R的下降沿到L1、 L2和L3各下降沿，分別為T1、 T2、 T3， 均在時間長度上相等。在第一個T1T2T3周期CB信號不變，所以比較器8
的輸出與上電復位時相同。
從第二個T1T2T3掃描周期開始，CB使比較器8工作，只要第一寄存 器5、第二寄存器6、第三寄存器7對計數(shù)器4的輸出值所采樣的值有任意 2個不相同，則比較器8就有不同于上電復位時的值的輸出。若上電復位 時比較器8輸出為"0"，則此時若有任意兩個寄存器的值不同，比較器8 輸出為"1"，若上電復位時比較器8輸出為"1"，則此時若有任意兩個寄 存器的值不同，比較器8輸出為"0"。
具體的，第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7在L1、 L2、 L3 的下降沿分別對計數(shù)器4的輸出OUT進行采樣時，只對計數(shù)器4的高位部 分進行采樣，而低位部分則體現(xiàn)為對觸摸端的容差。即輸出值只是計數(shù)器 4的高位部分，而觸摸端有微小的變化時只體現(xiàn)在計數(shù)器4的低位部分， 從而實現(xiàn)觸摸檢測電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力。
人體觸摸T端時，由于人體對地有電容或額外干擾信號，適當設(shè)計C2 的值，可使CLK2 (即計數(shù)器4的輸入)周期有較大的改變，從而引起計數(shù) 器4高位部分的變化，這樣一來第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7對計數(shù)器4的輸出值所采樣的值就會有兩個不相同，使得比較器8有不同 于上電復位時的值的輸出，從而實現(xiàn)人體觸摸的檢測。
觸摸的精度以及抗干擾能力可與計數(shù)器4位數(shù)和輸出值的取法有關(guān)， 當然與R2、 C2的值，以及R1、 Cl、以及時序控制電路3的掃描周期的長 短也有密不可分的關(guān)系。
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權(quán)利要求1.一種改進的人體觸摸檢測電路，由一個第一振蕩電路、一個第二振蕩電路、一個時序控制電路、一個計數(shù)器、一個第一寄存器、一個第二寄存器、一個第三寄存器和一個比較器構(gòu)成，所述的時序控制電路中設(shè)置有一個時鐘信號輸入端、一個上電復位端、一個比較控制端、一個第一寄存器鎖存端、一個第二寄存器鎖存端、一個第三寄存器鎖存端和一個計數(shù)器復位端，所述的計數(shù)器中設(shè)置有一個時鐘信號輸入端、一個輸出端和一個復位信號端，其特征在于所述的第一振蕩電路的信號輸入端與一個第一電阻器的一端和一個第一電容器的一端連接，所述的第一電阻器的另一端為電源端，所述的第一電容器的另一端為接地端，第一振蕩電路的信號輸出端與所述的時序控制電路的時鐘信號輸入端連接，時序控制電路的比較控制端與所述的比較器連接，時序控制電路的第一寄存器鎖存端與所述的第一寄存器的鎖存端連接，時序控制電路的第二寄存器鎖存端與所述的第二寄存器的鎖存端連接，時序控制電路的第三寄存器鎖存端與所述的第三寄存器的鎖存端連接，時序控制電路的計數(shù)器復位端與所述的計數(shù)器的復位信號端連接，所述的第二振蕩電路的信號輸入端與一個第二電阻器的一端、一個第二電容器的一端和一個人體觸摸端子連接，所述的第二電阻器的另一端為電源端，所述的第二電容器的另一端為接地端，第二振蕩電路的信號輸出端與計數(shù)器的時鐘信號輸入端連接，計數(shù)器的輸出端同時連接到第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器的輸入端，第一寄存器的輸出端、第二寄存器的輸出端、第三寄存器的輸出端均與比較器連接。
專利摘要一種改進的人體觸摸檢測電路，由一個第一振蕩電路、一個第二振蕩電路、一個時序控制電路、一個計數(shù)器、一個第一寄存器、一個第二寄存器、一個第三寄存器和一個比較器構(gòu)成，第一振蕩電路、第一電阻器和第一電容器與第二振蕩電路、第二電阻器和第二電容器工作在相同環(huán)境下，當人體與第二振蕩電路上連接的人體觸摸端子接觸時，由于人體對地有寄生電容，因此改變了第二振蕩電路的頻率。時序控制電路、計數(shù)器、寄存器和比較器組成的數(shù)字電路根據(jù)第二振蕩電路輸出信號在人體觸摸前后的頻率差別，準確判斷人體是否接觸人體觸摸端子。本實用新型可以消除環(huán)境影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定。
文檔編號H03K17/96GK201409121SQ20092007222
公開日2010年2月17日 申請日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者張懷東 申請人:上海豐芯微電子有限公司