專利名稱：自適應環(huán)境的觸摸式按鍵電路及按鍵觸摸檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及按鍵電路，特別涉及一種自適應環(huán)境的觸摸式按鍵電路及按鍵觸摸檢測方法。
背景技術：
由于觸摸式按鍵具有造型美觀、使用方便、成本低、可靠性高的特點，其被廣泛用于家電產品上，如吸油煙機、微波爐、電磁爐、電視機等，因此，很多芯片公司都開發(fā)了觸摸按鍵IC，該類IC 一般把程序固化在芯片內，應用比較簡單。但在產品應用中，由于實際環(huán)境的不同，使得觸摸按鍵IC的使用效果存在很大的差異，且該類IC的按鍵電路結構復雜，成本高；因此在本發(fā)明中有必要提出一種結構簡單、成本低的且能夠自適應環(huán)境的觸摸式按鍵電路及對觸摸信號的檢測方法。發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提出一種自適應環(huán)境的觸摸式按鍵電路，結構簡單、成本低；此外，還提出了一種按鍵觸摸檢測方法，能夠自適應環(huán)境對按鍵觸摸信號進行檢測。
本發(fā)明解決上述技術問題所采用的技術方案是自適應環(huán)境的觸摸式按鍵電路， 包括單片機及N個按鍵單元，N > 1且為整數(shù)；N個按鍵單元與單元機的AD 口一一對應連接，且每個按鍵單元均與方波信號連接；所述按鍵單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、 第四電阻、第一電容、第二電容及二極管；所述第一電阻、第一電容、第二電阻、第三電阻依次串聯(lián)；所述二極管的陰極連接第一電容與第二電阻的節(jié)點，陽極接地；所述第二電容一端連接第二電阻與第三電阻的節(jié)點，另一端接地；所述第四電阻并聯(lián)第二電容；所述第一電阻接方波信號，第三電阻接單片機的AD 口。
按鍵觸摸檢測方法，包括以下步驟
a.單片機每隔一定時間讀取AD 口上的電壓值V，并記錄讀取的次數(shù)N ；
b.單片機將讀取的電壓值V與預設電壓基準值B進行比較，如果V < B，則執(zhí)行步驟c，否則，更新預設電壓基準值B :B = (V+B) /2，并將讀取電壓值V的次數(shù)N清零，返回步驟a;
c.判斷V < B的持續(xù)時間是否達到預設時間周期T，如果達到，則執(zhí)行步驟d，否則執(zhí)行步驟e ；
d.更新預設電壓基準值B = (V+B)/2，執(zhí)行步驟e ；
e.判斷預設電壓基準值B與電壓值V的差值是否大于預設變化幅度門限值i，如果大于，則執(zhí)行步驟f，否則將讀取電壓值V的次數(shù)N清零，返回步驟a ；
f.將讀取電壓值V的次數(shù)N累加1，執(zhí)行步驟g;
g.判斷當前讀取電壓值V的次數(shù)N是否達到預設讀取次數(shù)門限值m，如果達到，則執(zhí)行步驟h，否則，返回步驟a;
h.按鍵被有效觸摸，執(zhí)行該按鍵對應的相應功能，并將讀取電壓值V的次數(shù)N清零，返回步驟a。
本發(fā)明的有益效果是按鍵電路簡單、成本低；綜合考慮觸摸式按鍵的外部環(huán)境因素，通過預設電壓基準值，并不斷讀取AD 口電壓值與預設電壓基準值進行比較，判斷變化幅度和預設變化幅度門限值之間的大小關系，從而判斷按鍵觸摸信號是否有效，并根據情況更新預設電壓基準值，從而盡量減小環(huán)境因素對判斷按鍵觸摸信號的干擾。


圖1為本發(fā)明中的自適應環(huán)境的觸摸式按鍵電路結構示意圖2為按鍵單元的具體電路結構示意圖3為本發(fā)明中的按鍵觸摸檢測方法流程圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發(fā)明作進一步的描述。
參見圖1，該觸摸式按鍵電路包括單片機及N個按鍵單元，N個按鍵單元與單元機上的AD 口一一對應連接，且每個按鍵單元均與方波信號連接；
按鍵單元的具體結構參見圖2，其包括第一電阻R1、第二電阻R2、第三電阻R3、第四電阻R4、第一電容Cl、第二電容C2及二極管Dl ；所述第一電阻R1、第一電容Cl、第二電阻R2、第三電阻R3依次串聯(lián)；所述二極管Dl的陰極連接第一電容Cl與第二電阻R2的節(jié)點，陽極接地；所述第二電容C2 —端連接第二電阻R2與第三電阻R3的節(jié)點，另一端接地； 所述第四電阻R4并聯(lián)第二電容C2 ；所述第一電阻Rl接方波信號，第三電阻R3接單片機的 AD □。
該按鍵單元在具體實施時，在圖2中的K點接觸摸按鍵。
其工作原理是方波信號經過第一電容Cl耦合，再經第二電容C2濾波后得到一直流電壓，單片機經AD 口讀入此電壓。當按下觸摸按鍵時，人體與地之間有一個等效電容，此等效電容與第一電容Cl進行分壓，此時，AD 口的電壓要比沒有按下觸摸按鍵時的電壓要低得多；當按鍵被釋放后，相當于K點的等效電容立刻被撤離，AD 口的電壓立即上升到初始值 (沒有按下觸摸按鍵時的值)。如果是外部環(huán)境變化后，此電壓要低一點，但其幅度不會達到按鍵被按下時的門限值。單片機就這樣讀AD 口上的電壓與基準進行比較來判斷是否有按鍵被按下，以及更新基準。
在實現(xiàn)按鍵觸摸信號檢測前，需要設定幾個閾值，包括預設電壓基準值B，預設時間周期T，預設變化幅度門限值i，預設讀取門限值m ；
按鍵觸摸檢測方法參見圖3，其包括以下步驟
a.單片機每隔一定時間讀取AD 口上的電壓值V，并記錄讀取的次數(shù)N ；
b.單片機將讀取的電壓值V與預設電壓基準值B進行比較，如果V < B，則執(zhí)行步驟c，否則，更新預設電壓基準值B :B = (V+B) /2，并將讀取電壓值V的次數(shù)N清零，返回步驟a;
如果V < B，則有可能是外部環(huán)境變化(如有水、油污等沾在觸摸玻璃面板上)所引起的，也有可能是按鍵被觸摸了，則需要進入步驟c進一步判斷；而如果V > B，則說明按鍵被釋放，需要立即更新基準值；
c.判斷V < B的持續(xù)時間是否達到預設時間周期T，如果達到，則執(zhí)行步驟d，否則執(zhí)行步驟e ；此步驟的作用是讓基準更新得慢一點，如果更新快了，按鍵就會不起作用；
d.更新預設電壓基準值B = (V+B) /2，執(zhí)行步驟e ；
e.判斷預設電壓基準值B與電壓值V的差值是否大于預設變化幅度門限值i，如果大于，則執(zhí)行步驟f，否則將讀取電壓值V的次數(shù)N清零，返回步驟a ；
f.將讀取電壓值V的次數(shù)N累加1，執(zhí)行步驟g ；
g.判斷當前讀取電壓值V的次數(shù)N是否達到預設讀取次數(shù)門限值m，如果達到，則執(zhí)行步驟h，否則，返回步驟a;
h.按鍵被有效觸摸，執(zhí)行該按鍵對應的相應功能，并將讀取電壓值V的次數(shù)N清零，返回步驟a。
上述按鍵觸摸檢測方法是每個按鍵都需要進行單獨檢測的步驟流程。
基于上述觸摸式按鍵電路及上述按鍵觸摸檢測方法，要調整按鍵靈敏度既可改變電阻電容的值，又可改變從AD 口讀取電壓值的預設讀取次數(shù)門限值m的大小，其中改變電阻電容的值是改變觸摸時電壓的變化幅度，改變預設讀取次數(shù)門限值m是改變按鍵響應的快慢。
權利要求
1.自適應環(huán)境的觸摸式按鍵電路，其特征在于，包括單片機及N個按鍵單元，1且為整數(shù)；N個按鍵單元與單元機的AD 口一一對應連接，且每個按鍵單元均與方波信號連接； 所述按鍵單元包括第一電阻、第二電阻、第三電阻、第四電阻、第一電容、第二電容及二極管；所述第一電阻、第一電容、第二電阻、第三電阻依次串聯(lián)；所述二極管的陰極連接第一電容與第二電阻的節(jié)點，陽極接地；所述第二電容一端連接第二電阻與第三電阻的節(jié)點，另一端接地；所述第四電阻并聯(lián)第二電容；所述第一電阻接方波信號，第三電阻接單片機的 AD □。
2.按鍵觸摸檢測方法，其特征在于，包括以下步驟a.單片機每隔一定時間讀取AD口上的電壓值V，并記錄讀取的次數(shù)N;b.單片機將讀取的電壓值V與預設電壓基準值B進行比較，如果V< B，則執(zhí)行步驟c， 否則，更新預設電壓基準值B :B = (V+B)/2，并將讀取電壓值V的次數(shù)N清零，返回步驟a ；c.判斷V< B的持續(xù)時間是否達到預設時間周期T，如果達到，則執(zhí)行步驟d，否則執(zhí)行步驟e ；d.更新預設電壓基準值B= (V+B)/2，執(zhí)行步驟e ；e.判斷預設電壓基準值B與電壓值V的差值是否大于預設變化幅度門限值i，如果大于，則執(zhí)行步驟f，否則將讀取電壓值V的次數(shù)N清零，返回步驟a ；f.將讀取電壓值V的次數(shù)N累加1，執(zhí)行步驟g；g.判斷當前讀取電壓值V的次數(shù)N是否達到預設讀取次數(shù)門限值m，如果達到，則執(zhí)行步驟h，否則，返回步驟a;h.按鍵被有效觸摸，執(zhí)行該按鍵對應的相應功能，并將讀取電壓值V的次數(shù)N清零，返回步驟a。
全文摘要
本發(fā)明涉及按鍵電路，其公開了一種按鍵觸摸檢測方法，能夠自適應環(huán)境對按鍵觸摸信號進行檢測。該檢測方法可以概括為綜合考慮觸摸式按鍵的外部環(huán)境因素，通過預設電壓基準值，并不斷讀取AD口電壓值與預設電壓基準值進行比較，判斷變化幅度和預設變化幅度門限值之間的大小關系，從而判斷按鍵觸摸信號是否有效，并根據情況更新預設電壓基準值，從而盡量減小環(huán)境因素對判斷按鍵觸摸信號的干擾。此外，本發(fā)明還公開了一種結構簡單、成本低的自適應環(huán)境的觸摸式按鍵電路，適用于家電產品。
文檔編號H03K17/96GK102522975SQ20111038670
公開日2012年6月27日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權日2011年11月29日
發(fā)明者尹崇章, 杜雙華, 龍強 申請人:四川長虹電器股份有限公司