CN110865258A - 利用多阈值进行分段比较的按键检测电路以及按键检测方法 - Google Patents
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Abstract
一种利用多阈值进行分段比较的按键检测电路，包括：电荷搬移电路，被配置成给充电电容充电，并利用充电后的充电电容对一预设电容进行充电；多阶段检测电路，被配置成将充电电容对预设电容的充电过程分为n个阶段，并获得每个阶段的检测数据；干扰提取单元，被配置成对每个阶段的检测数据进行干扰判断，以判断检测数据是有效数据还是无效数据；数据处理模块，被配置成对无效数据进行剔除，对有效数据进行加权处理；按键判断模块，被配置成对加权处理后的结果进行按键有效值判断。
Description
技术领域
本发明涉及触控检测技术。
背景技术
传统的触摸***中通常会采用一个比较器，设置一个比较电压，当小电容给预设电容充电至比较器的电压时，完成一个充电周期，充电的时间作为结果输出，并单纯利用这一个输出结果进行按键判断。由于电容在整个充电过程中极易受电源干扰，电磁干扰等影响，输出的结果容易引入这部分干扰，从而影响按键最终的判定结果，导致按键的误触发或是漏检。
因此，亟需一种抗干扰较高的触摸判定方法。
发明内容
为了克服现有技术的缺陷，本发明利用一个或者两个或者多个比较器或者模数转换器ADC等，将预设电容的整个充电过程分成多个阶段，检测每个阶段的充电时间(或充电电压)，并作为结果输出。利用每个阶段充电时间(或充电电压)与基准值作比较，从而判断该阶段是否有干扰，将有干扰阶段的数据定义为无效数据，将无干扰阶段的数据定义为有效数据；由于手指在每个阶段对充电时间(或充电电压)的影响不一样，所以需要对有效数据进行加权处理，最后进行按键判断。这样可以极大提高触摸***的抗干扰性。
本发明提供了一种利用多阈值进行分段比较的按键检测电路，包括：
电荷搬移电路，被配置成给充电电容充电，并利用充电后的充电电容对一预设电容进行充电；
多阶段检测电路，被配置成将充电电容对预设电容的充电过程分为n个阶段，并获得每个阶段的检测数据；
干扰提取单元，被配置成对每个阶段的检测数据进行干扰判断，以判断检测数据是有效数据还是无效数据；
数据处理模块，被配置成对无效数据进行剔除，对有效数据进行加权处理；
按键判断模块，被配置成对加权处理后的结果进行按键有效值判断。
在一个实施例中，所述充电电容包括按键寄生电容；当未有手指触摸按键时，所述充电电容的等效电容与按键寄生电容相关联；当有手指触摸按键时，所述充电电容的等效电容与寄生电容和手指电容相关联。
在一个实施例中，所述干扰提取单元被配置成按以下进行干扰判断：
为每个阶段设置一参考值；
计算每个阶段的实际检测数据与该阶段未有手指按下时的检测数据之间的差值；以及
将该差值与该参考值进行比较，根据该差值与该参考值之差是否超过一设定范围来判断该阶段是否存在干扰，将存在干扰的检测数据视作无效数据，将不存在干扰的其他阶段的检测数据视作有效数据。
在一个实施例中，所述电荷搬移电路包括：
至少一个充电电容、与该至少一个充电电容串联的至少一个按键开关、第一开关、第二开关、第三开关以及一预设电容，其各自具有第一端和第二端；
该至少一个充电电容的第二端与地耦接，该至少一个充电电容的第一端与该至少一个按键开关的第二端耦接；
该第一开关的第一端与工作电压耦接，该第一开关的第二端与该至少一个按键开关的第一端耦接；该第二开关的第一端与该至少一个按键开关的第一端耦接，该第二开关的第二端与该预设电容的第一端耦接；该第三开关的第一端与该预设电容的第一端耦接，该第三开关的第二端与地耦接；预设电容的第二端与地耦接；预设电容的第一端与该多阶段检测电路耦接，预设电容的第一端处的电压值即为预设电容的电压值，作为该多阶段检测电路的输入。
在一个实施例中，该多阶检测电路包括第一比较器，该第一比较器具有正输入端和负输入端，该多阶段检测电路将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值，该负输入端的输入为预设电容的电压值，该正输入端的输入为该比较电压阈值，该比较电压阈值随阶段的变化而不断变化；当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
在一个实施例中，该多阶检测电路包括第一比较器和第二比较器，该第一比较器、该第二比较器分别具有正输入端和负输入端，该多阶段检测电路将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值，该第一比较器以及该第二比较器的负输入端的输入均为预设电容的电压值，该第一比较器的正输入端的输入为奇数阶段所对应的比较电压阈值，第二比较器的正输入端的输入为偶数阶段所对应的比较电压阈值。当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
在一个实施例中，该多阶检测电路包括n个比较器，每个比较器各自具有正输入端和负输入端；该多阶段检测电路将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值；每个比较器对应一个阶段；每个比较器的负输入端的输入均为预设电容的电压值，每个比较器的正输入端的输入为对应阶段的比较电压阈值；当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
在一个实施例中，所述数据处理模块按照以下公式对无效数据进行剔除并对有效数据进行加权处理：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个阶段；
n表示总阶段数；
Ti表示按键i对应的整个充电过程结束后所获得的时间有效值；
ki(j)表示第j阶段的加权系数；
Ttouch(j)表示第j阶段手指按下时的检测数据；
Trelease(j)表示第j阶段未按下手指时的检测数据。
若所述干扰提取单元判断出第j阶段有干扰，则令公式1中的Ttouch(j)-Trelease(j)＝0，无效数据被剔除；对有效数据根据公式1做加权处理，供按键判断模块进行按键的有效值判断。
在一个实施例中，该多阶检测电路包括模数转换器，该模数转换器的输入端为预设电容的电压值；该多阶段检测电路设定一个固定的充电总时间T，并将总时间T划分成n份，即将充电过程分成n个阶段，每隔一定的时间去采预设电容的电压；将该电压作为每个阶段的检测数据。
在一个实施例中，所述数据处理模块按照以下公式对无效数据进行剔除并对有效数据进行加权处理：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个阶段；
n表示总阶段数；
Vi表示按键i对应的整个充电过程结束后所获得的电压有效值；
mi(j)表示第j阶段的加权系数；
Vtouch(j)表示第j阶段手指按下时的检测值；
Vrelease(j)表示第j阶段未有手指按下时的检测值；
若所述干扰提取单元判断出第j阶段有干扰，则令公式2中的Vtouch(j)-Vrelease(j)＝0，无效数据被剔除；对有效数据根据公式2做加权处理，供按键判断模块进行按键的有效值判断。
本发明还提供了一种利用多阈值进行分段比较的按键检测方法，所述方法包括：
利用电荷搬移电路对一预设电容进行充电；
将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据；
对每个阶段的检测数据进行干扰判断，将检测数据分为有效数据和无效数据；
剔除无效数据，将有效数据进行加权处理；以及
根据加权处理后的结果进行按键有效值判断。
在一个实施例中，所述充电电容包括按键寄生电容；当未有手指触摸按键时，所述充电电容的等效电容与按键寄生电容相关联；当有手指触摸按键时，所述充电电容的等效电容与寄生电容和手指电容相关联。
在一个实施例中，所述干扰判断包括以下步骤：
为每个阶段设置一参考值；
计算每个阶段的实际检测数据与该阶段未有手指按下时的检测数据之间的差值；以及
将该差值与该参考值进行比较，根据该差值与该参考值之差是否超过一设定范围来判断该阶段是否存在干扰，将存在干扰的检测数据视作无效数据，将不存在干扰的其他阶段的检测数据视作有效数据。
在一个实施例中，所述电荷搬移电路包括：
至少一个充电电容、与该至少一个充电电容串联的至少一个按键开关、第一开关、第二开关、第三开关以及一预设电容，其各自具有第一端和第二端；
该至少一个充电电容的第二端与地耦接，该至少一个充电电容的第一端与该至少一个按键开关的第二端耦接；
该第一开关的第一端与工作电压耦接，该第一开关的第二端与该至少一个按键开关的第一端耦接；该第二开关的第一端与该至少一个按键开关的第一端耦接，该第二开关的第二端与该预设电容的第一端耦接；该第三开关的第一端与该预设电容的第一端耦接，该第三开关的第二端与地耦接；预设电容的第二端与地耦接；预设电容的第一端与该多阶段检测电路耦接，预设电容的第一端处的电压值即为预设电容的电压值，作为该多阶段检测电路的输入。
在一个实施例中，将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据的步骤包括：
将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值；
提供第一比较器，该第一比较器具有正输入端和负输入端，该负输入端的输入为预设电容的电压值，该正输入端的输入为该比较电压阈值，该比较电压阈值随阶段的变化而不断变化；
当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
在一个实施例中，将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据的步骤包括：
将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值；
提供第一比较器和第二比较器，该第一比较器、该第二比较器分别具有正输入端和负输入端，该第一比较器以及该第二比较器的负输入端的输入均为预设电容的电压值，该第一比较器的正输入端的输入为奇数阶段所对应的比较电压阈值，第二比较器的正输入端的输入为偶数阶段所对应的比较电压阈值。
当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
在一个实施例中，将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据的步骤包括：
将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值；
提供n个比较器，每个比较器各自具有正输入端和负输入端；每个比较器对应一个阶段；每个比较器的负输入端的输入均为预设电容的电压值，每个比较器的正输入端的输入为对应阶段的比较电压阈值；
当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
在一个实施例中，所述剔除无效数据，将有效数据进行加权处理的步骤按以下公式进行：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个阶段；
n表示总阶段数；
Ti表示按键i对应的整个充电过程结束后所获得的时间有效值；
ki(j)表示第j阶段的加权系数；
Ttouch(j)表示第j阶段手指按下时的检测数据；
Trelease(j)表示第j阶段未按下手指时的检测数据。
其中，若干扰判断步骤判断出第j阶段有干扰，则令公式1中的Ttouch(j)-Trelease(j)＝0，无效数据被剔除；对有效数据根据公式1做加权处理。
在一个实施例中，将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据的步骤包括：
设定一个固定的充电总时间T，并将总时间T划分成n份，即将充电过程分成n个阶段；
提供模数转换器，该模数转换器每隔一定的时间去采预设电容的电压，并将该电压作为每个阶段的检测数据。
在一个实施例中，所述剔除无效数据，将有效数据进行加权处理的步骤按以下公式进行：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个阶段；
n表示总阶段数；
Vi表示按键i对应的整个充电过程结束后所获得的电压有效值；
mi(j)表示第j阶段的加权系数；
Vtouch(j)表示第j阶段手指按下时的检测值；
Vrelease(j)表示第j阶段未有手指按下时的检测值；
其中，若干扰判断步骤判断出第j阶段有干扰，则令公式2中的Vtouch(j)-Vrelease(j)＝0，无效数据被剔除；对有效数据根据公式2做加权处理。
附图说明
本发明的以上发明内容以及下面的具体实施方式在结合附图阅读时会得到更好的理解。需要说明的是，附图仅作为所请求保护的发明的示例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的元素。
图1为根据本发明一实施例的利用多阈值分段比较的按键检测电路的示意图；
图2为根据图1的按键检测电路的一实施例；
图3为根据图1的按键检测电路的一实施例；
图4为根据图1的按键检测电路的一实施例；
图5为按照VERF划分，各阶段的示意图；
图6为根据图1的按键检测电路的一实施例；
图7为按照时间划分，各阶段的示意图；
图8根据本发明一实施例的按键检测方法的流程图。
具体实施方式
以下在具体实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露的说明书、权利要求及附图，本领域技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。
以下的描述仅仅是本申请的具体实施例，不应被视为是唯一的实施例。显然，对于本领域的专业人员来说，在了解本申请内容和原理后，都可能在不背离本发明原理、结构的情况下，进行形式和细节上的各种修正和改变，但是这些修正和改变仍在本申请的权利要求保护范围之内。
触摸控制***基本原理是电荷搬移，即多次将小电容(例如寄生电容等)的电荷搬移到一大电容(例如一预设电容)，当有手指按下时，小电容会发生变化，从而影响充电时间；***内包含一个比较器，用来设置比较电压，当预设电容的电压等于比较器设置的电压时，完成一个周期的充电过程，充电的时间作为结果输出。其工作过程如下：
阶段1：单独给按键小电容进行充电，使其电压达到工作电压；
阶段2：将小电容电荷转移至大电容上，使大电容端电压缓慢上升；
阶段3：按照一定频率循环执行阶段1～2，当大电容端端电压达到比较器的参考电压VREF，则比较器的输出翻转；
阶段4：记录大电容从0V爬升到VREF电压时的时间，作为触摸按键表征值。
当有手按下时，小电容会增大(增加手指的等效电容)，大电容从0V爬升到VREF电压的时间变短，以此来判断是否有按键动作。
现有技术单纯利用这一个输出结果进行按键判断。由于在整个充电过程中极易受电源干扰，电磁干扰等影响，输出的结果容易引入这部分干扰，从而影响按键最终的判定结果，导致按键的误触发或是漏检。因此，极需一种抗干扰较高的触摸判定方法。
为了克服现有技术的缺陷，本发明利用一个或者两个或者多个比较器或者模数转换器ADC等，将预设电容的整个充电过程分成多个阶段，检测每个阶段的充电时间(或充电电压)，并作为结果输出。利用每个阶段充电时间(或充电电压)与基准值作比较，从而判断该阶段是否有干扰，将有干扰阶段的数据定义为无效数据，将无干扰阶段的数据定义为有效数据；由于手指在每个阶段对充电时间(或充电电压)的影响不一样，所以需要对有效数据进行加权处理，最后进行按键判断。这样可以极大提高触摸***的抗干扰性。
本发明使用各阶段检测数据的加权和表示按键的时间有效值Ti(i表示按键索引)
其中，j表示第j个充电阶段；
n表示总的充电阶段；
ki(j)表示第j阶段的加权系数；
Ttouch(j)表示充电j阶段手指按下时的检测数据；
Trelease(j)表示充电j阶段未按下手指时的检测数据；
对不同充电阶段的值做检测，如果第j阶段有干扰，则该阶段的检测数据被认为是无效数据，令Ttouch(j)-Trelease(j)＝0；对有效数据做加权处理，并根据其结果(即时间有效值Ti)进行按键i的有效值判断。
干扰判断方法如下：
每个充电阶段设置参考值为T_set(j)，其中，j表示充电阶段；
对每个充电阶段的检测数据做干扰判断；具体而言，如果Ttouch(j)-Trelease(j)与T_set(j)差值超过设定范围，则认为存在干扰，令Ttouch(j)-Trelease(j)＝0，将Ttouch(j)当做无效数据。如果Ttouch(j)-Trelease(j)与T_set(j)的差值在设定范围之内，则当作有效数据。
此外，本发明还可使用各阶段充电电压的加权和表示按键的电压有效值Vi(i表示按键索引)
其中，j表示充电阶段；
n表示总的充电阶段；
mi(j)表示第j阶段的加权系数；
Vtouch(j)表示充电j阶段手指按下时的检测值；
Vrelease(j)表示充电j阶段未有手指按下时的检测值；
对不同充电阶段的充电电压值做检测，如果第j阶段有干扰，则该阶段的检测数据被认为是无效数据，令Vtouch(j)-Vrelease(j)＝0；对有效数据做加权处理，根据其结果(即电压有效值Vi)进行按键i的有效值判断。
本发明采用一个或者两个或者多个比较器或者模数转换器ADC等，将预设电容的充电过程分成多个阶段，将每个阶段的充电时间作为结果输出。利用每个阶段充电时间与基准值作比较，从而判断该阶段是否有干扰。需要指出的是，本发明中，利用比较器或模数转换器ADC去实现触摸***的分段比较只是其中的部分实例，利用反相器、运算放大器等器件通过类似的方法实现触摸***的分段比较，并进行按键判定也都属于本发明的保护范围。
图1为根据本发明一实施例的利用多阈值分段比较的按键检测电路的示意图。该按键检测电路包括：电荷搬移电路101、多阶段检测电路102、干扰提取单元103、数据处理模块104以及按键判断模块105。
电荷搬移电路101被配置成给充电电容充电，并利用充电后的充电电容对一预设电容进行充电。
充电电容包括按键寄生电容。当未有手指触摸按键时，充电电容的等效电容与按键寄生电容相关联。当有手指触摸按键时，充电电容的等效电容与寄生电容和手指电容相关联。
预设电容为根据需求预先设定的一电容。
预设电容为大电容，充电电容为小电容。在一个实施例中，充电电容的大小等级为pf级。预设电容的大小等级为nf级。
多阶段检测电路102被配置成将充电电容对预设电容的充电过程分为多个阶段，并获得每个阶段的检测数据。
根据不同的实施方式，检测数据为预设电容在各阶段的充电时间或充电电压值等。
在一个实施例中，多阶段检测电路102可以包括一个或多个比较器。此时的检测数据为预设电容在各阶段的充电时间。
在一个实施例中，多阶段检测电路102可以包括模数转换器。此时的检测数据为预设电容在各阶段结束时的充电电压值。
干扰提取单元103被配置成对每个阶段的检测数据进行干扰判断，判断检测数据是有效数据还是无效数据。
具体而言，干扰提取单元103按以下方法进行干扰判断：
为每个阶段设置一参考值；
计算每个阶段的实际检测数据与该阶段未有手指按下时的检测数据之间的差值；以及
将该差值与该参考值进行比较，根据该差值与该参考值之差是否超过一设定范围来判断该阶段是否存在干扰，将存在干扰的检测数据视作无效数据；其他视作有效数据。
数据处理模块104被配置成对无效数据进行剔除，对有效数据进行加权处理。
按键判断模块105被配置成对加权处理后的结果进行按键有效值判断。
图2示出根据图1的按键检测电路的一实施例。该按键检测电路包括：电荷搬移电路201、多阶段检测电路202、干扰提取单元、数据处理模块以及按键判断模块。需要指出的是，图2中未示出干扰提取单元、数据处理模块以及按键判断模块，这三个模块与图1中的三个模块一致，由于画幅受限，不再重复示出。
电荷搬移电路201可包括至少一个充电电容(例如，第一充电电容2011、第二充电电容2012…)以及与该至少一个充电电容串联的至少一个按键开关(例如，第一按键开关2013、第二按键开关2014…)。每个充电电容对应相应的按键通道，对应的按键开关控制该按键通道的开启和断开。
该至少一个充电电容具有第一端和第二端，该至少一个按键开关具有第一端和第二端。该至少一个充电电容的第二端与地耦接，第一端与该至少一个按键开关的第二端耦接。
电荷搬移电路201还包括第一开关2015、第二开关2016、第三开关2017以及一预设电容2018。第一开关2015、第二开关2016、第三开关2017以及预设电容2018各自具有第一端和第二端。第一开关2015的第一端与工作电压VCC耦接，第二端与该至少一个按键开关的第一端耦接。第二开关2016的第一端与该至少一个按键开关的第一端耦接，第二端与预设电容2018的第一端耦接。第三开关2017的第一端与该预设电容的第一端耦接，第二端与地耦接。该预设电容2018的第二端与地耦接。该预设电容2018的第一端与该多阶段检测电路202耦接，该预设电容的第一端处的电压值(即预设电容的电压值)作为该多阶段检测电路202的输入。
该多阶检测电路202包括第一比较器2021。该第一比较器2021具有正输入端和负输入端。该多阶段检测电路202将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值。该负输入端的输入为预设电容的电压值，该正输入端的输入为一比较电压阈值，该比较电压阈值随阶段的变化而不断变化。
具体而言，设置第一阶段的比较电压阈值为VREF1，当预设电容的电压值达到VREF1，则该第一阶段结束，此时计算该预设电容的电压值达到VREF1所用的充电时间，令预设电容的电压保持；设置第二阶段的比较电压阈值为VREF2，继续给预设电容充电至VREF2，该第二阶段结束，并计算该预设电容的电压值达到VREF2所用的充电时间；依次类推，按时序切换比较器的比较电压阈值，直到整个充电过程的结束。
通过对同一个比较器切换不同比较电压阈值，实现分阶段测量，得到各阶段的充电时间。图5示出整个充电过程中各阶段划分示意图，其中：
第1阶段充电时间由0～VREF1限定；
第2阶段充电时间由VREF1～VREF2限定；
第n阶段充电时间由VREFn-1～VREFn限定(其中，VREFn小于VCC)。
干扰提取单元被配置成判断各阶段的充电时间是有效数据还是无效数据。具体而言，干扰提取单元按以下方法进行干扰判断：
为每个阶段设置一参考值T_set(j)，其中，j表示充电阶段；
计算每个阶段的实际充电时间Ttouch(j)与该阶段未有手指按下时的充电时间Trelease(j)之间的差值；以及
将该差值与该参考值T_set(j)进行比较，若该差值与该参考值T_set(j)之差超过一设定范围，则认为该阶段存在干扰，将该充电时间视作无效数据，并将该差值设为0(即Ttouch(j)-Trelease(j)＝0)；如果该差值与该参考值T_set(j)之差在设定范围之内，则将该充电时间视作有效数据。
数据处理模块被配置成对无效数据进行剔除，对有效数据做加权处理。具体参见公式1：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个充电阶段；
n表示总的充电阶段；
ki(j)表示第j阶段的加权系数；
Ttouch(j)表示充电j阶段手指按下时的检测数据；
Trelease(j)表示充电j阶段未按下手指时的检测数据；
其中，如果第j阶段被判断为存在干扰，则Ttouch(j)-Trelease(j)＝0，无效数据被剔除。
按键判断模块被配置成对加权处理后的结果(即公式1的结果)进行按键有效值判断。
图3示出根据图1的按键检测电路的又一实施例。该按键检测电路包括：电荷搬移电路301、多阶段检测电路302、干扰提取单元、数据处理模块以及按键判断模块。需要指出的是，图3中未示出干扰提取单元、数据处理模块以及按键判断模块，这三个模块与图1中的三个模块一致，由于画幅受限，不再重复示出。
电荷搬移电路301可包括至少一个充电电容(例如，第一充电电容3011、第二充电电容3012…)以及与该至少一个充电电容串联的至少一个按键开关(例如，第一按键开关3013、第二按键开关3014…)。每个充电电容对应相应的按键通道，对应的按键开关控制该按键通道的开启和断开。
该至少一个充电电容具有第一端和第二端，该至少一个按键开关具有第一端和第二端。该至少一个充电电容的第二端与地耦接，第一端与该至少一个按键开关的第二端耦接。
电荷搬移电路301还包括第一开关3015、第二开关3016、第三开关3017以及一预设电容3018。第一开关3015、第二开关3016、第三开关3017以及预设电容3018各自具有第一端和第二端。第一开关3015的第一端与工作电压VCC耦接，第二端与该至少一个按键开关的第一端耦接。第二开关3016的第一端与该至少一个按键开关的第一端耦接，第二端与预设电容3018的第一端耦接。第三开关3017的第一端与该预设电容的第一端耦接，第二端与地耦接。该预设电容3018的第二端与地耦接。该预设电容3018的第一端与该多阶段检测电路302耦接，该预设电容的第一端处的电压值(即预设电容的电压值)作为该多阶段检测电路302的输入。
该多阶检测电路302包括第一比较器3021、第二比较器3022。该第一比较器3021以及该第二比较器3022各自具有正输入端和负输入端。该多阶段检测电路302将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值。该第一比较器3021以及该第二比较器3022的负输入端的输入均为预设电容的电压值，第一比较器3021的正输入端的输入为奇数阶段所对应的比较电压阈值，第二比较器3022的正输入端的输入为偶数阶段所对应的比较电压阈值。
具体而言，第一阶段使用第一比较器3021，当该预设电容的电压值达到第一比较电压阈值VREF1，则认为第一阶段结束，计算得到该阶段的充电时间；第二阶段使用第二比较器3022，当该预设电容的电压值达到第二比较电压阈值VREF2，则认为第二阶段结束，计算得到该阶段的充电时间；第三阶段再次使用第一比较器3021，第四阶段再次使用第二比较器3022，依次论推，按时序切换比较器的比较电压阈值，直到整个充电过程的结束。
通过两个比较器以及切换不同比较电压阈值，实现分阶段检测，得到各阶段的充电时间。图5示出整个充电过程中各阶段划分示意图，其中：
第1阶段充电时间由0～VREF1限定；
第2阶段充电时间由VREF1～VREF2限定；
第n阶段充电时间由VREFn-1～VREFn限定(其中，VREFn小于VCC)。
干扰提取单元被配置成判断各阶段的充电时间是有效数据还是无效数据。具体而言，干扰提取单元按以下方法进行干扰判断：
为每个阶段设置一参考值T_set(j)，其中，j表示充电阶段；
计算每个阶段的实际充电时间Ttouch(j)与该阶段未有手指按下时的充电时间Trelease(j)之间的差值；以及
将该差值与该参考值T_set(j)进行比较，若该差值与该参考值T_set(j)之差超过一设定范围，则认为该阶段存在干扰，将该充电时间视作无效数据，并将该差值设为0(即Ttouch(j)-Trelease(j)＝0)；如果该差值与该参考值T_set(j)之差在设定范围之内，则将该充电时间视作有效数据。
数据处理模块被配置成对无效数据进行剔除，对有效数据做加权处理。具体参见公式1：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个充电阶段；
n表示总的充电阶段；
ki(j)表示第j阶段的加权系数；
Ttouch(j)表示充电j阶段手指按下时的检测数据；
Trelease(j)表示充电j阶段未按下手指时的检测数据；
其中，如果第j阶段被判断为存在干扰，则Ttouch(j)-Trelease(j)＝0，无效数据被剔除。
按键判断模块被配置成对加权处理后的结果(即公式1的结果)进行按键有效值判断。
图4示出根据图1的按键检测电路的又一实施例。该按键检测电路包括：电荷搬移电路401、多阶段检测电路402、干扰提取单元、数据处理模块以及按键判断模块。需要指出的是，图4中未示出干扰提取单元、数据处理模块以及按键判断模块，这三个模块与图1中的三个模块一致，由于画幅受限，不再重复示出。
电荷搬移电路401可包括至少一个充电电容(例如，第一充电电容4011、第二充电电容4012…)以及与该至少一个充电电容串联的至少一个按键开关(例如，第一按键开关4013、第二按键开关4014…)。每个充电电容对应相应的按键通道，对应的按键开关控制该按键通道的开启和断开。
该至少一个充电电容具有第一端和第二端，该至少一个按键开关具有第一端和第二端。该至少一个充电电容的第二端与地耦接，第一端与该至少一个按键开关的第二端耦接。
电荷搬移电路401还包括第一开关4015、第二开关4016、第三开关4017以及一预设电容4018。第一开关4015、第二开关4016、第三开关4017以及预设电容4018各自具有第一端和第二端。第一开关4015的第一端与工作电压VCC耦接，第二端与该至少一个按键开关的第一端耦接。第二开关4016的第一端与该至少一个按键开关的第一端耦接，第二端与预设电容4018的第一端耦接。第三开关4017的第一端与该预设电容的第一端耦接，第二端与地耦接。该预设电容4018的第二端与地耦接。该预设电容4018的第一端与该多阶段检测电路402耦接，该预设电容的第一端处的电压值(即预设电容的电压值)作为该多阶段检测电路402的输入。
该多阶检测电路402包括n个比较器，例如，第一比较器4021、第二比较器4022…第n比较器402n。每个比较器各自具有正输入端和负输入端。该多阶段检测电路402将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值。每个比较器对应一个阶段。每个比较器的负输入端的输入均为预设电容的电压值，每个比较器的正输入端的输入为对应阶段的比较电压阈值，例如第一比较器的正输入端的输入为第一阶段的比较电压阈值VREF1，当预设电容的电压值达到VREF1，则第一阶段结束；第二比较器的正输入端的输入为第二阶段的比较电压阈值VREF2，当预设电容的电压值达到VREF2，则第二阶段结束；依此类推，直到整个充电过程的结束。
需要指出的是，n个不同的比较电压阈值使用n个比较器只是其中的一种方案。n个不同的比较电压阈值采用少于n个比较器也在本技术方案的保护范围之内。
通过多个比较器，实现了分阶段检测，得到各阶段的充电时间。图5示出整个充电过程中各阶段划分示意图，其中：
第1阶段充电时间由0～VREF1限定；
第2阶段充电时间由VREF1～VREF2限定；
第n阶段充电时间由VREFn-1～VREFn限定(其中，VREFn小于VCC)。
干扰提取单元被配置成判断各阶段的充电时间是有效数据还是无效数据。具体而言，干扰提取单元按以下方法进行干扰判断：
为每个阶段设置一参考值T_set(j)，其中，j表示充电阶段；
计算每个阶段的实际充电时间Ttouch(j)与该阶段未有手指按下时的充电时间Trelease(j)之间的差值；以及
将该差值与该参考值T_set(j)进行比较，若该差值与该参考值T_set(j)之差超过一设定范围，则认为该阶段存在干扰，将该充电时间视作无效数据，并将该差值设为0(即Ttouch(j)-Trelease(j)＝0)；如果该差值与该参考值T_set(j)之差在设定范围之内，则将该充电时间视作有效数据。
数据处理模块被配置成对无效数据进行剔除，对有效数据做加权处理。具体参见公式1：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个充电阶段；
n表示总的充电阶段；
ki(j)表示第j阶段的加权系数；
Ttouch(j)表示充电j阶段手指按下时的检测数据；
Trelease(j)表示充电j阶段未按下手指时的检测数据；
其中，如果第j阶段被判断为存在干扰，则Ttouch(j)-Trelease(j)＝0，无效数据被剔除。
按键判断模块被配置成对加权处理后的结果(即公式1的结果)进行按键有效值判断。
图6示出根据图1的按键检测电路的又一实施例。在该实施例中，采用模数转换器ADC来实现多阈值分段进行电容按键检测。使用模数转换器的原理是固定总时间去采预设电容的电压，将预设电容的电压通过模数转换器输出。即，设定充电的总时间T是固定的，如图7所示，将总时间T划分成n份，n份即为n个阶段，每隔一定的时间去采预设电容的电压，将每个阶段采样的电压通过模数转换器输出；将电压作为每个阶段的输出值进行比较判定。
该按键检测电路包括：电荷搬移电路601、多阶段检测电路602、干扰提取单元、数据处理模块以及按键判断模块。需要指出的是，图6中未示出干扰提取单元、数据处理模块以及按键判断模块，这三个模块与图1中的三个模块一致，由于画幅受限，不再重复示出。
电荷搬移电路601可包括至少一个充电电容(例如，第一充电电容6011、第二充电电容6012…)以及与该至少一个充电电容串联的至少一个按键开关(例如，第一按键开关6013、第二按键开关6014…)。每个充电电容对应相应的按键通道，对应的按键开关控制该按键通道的开启和断开。
该至少一个充电电容具有第一端和第二端，该至少一个按键开关具有第一端和第二端。该至少一个充电电容的第二端与地耦接，第一端与该至少一个按键开关的第二端耦接。
电荷搬移电路601还包括第一开关6015、第二开关6016、第三开关6017以及一预设电容6018。第一开关6015、第二开关6016、第三开关6017以及预设电容6018各自具有第一端和第二端。第一开关6015的第一端与工作电压VCC耦接，第二端与该至少一个按键开关的第一端耦接。第二开关6016的第一端与该至少一个按键开关的第一端耦接，第二端与预设电容6018的第一端耦接。第三开关6017的第一端与该预设电容的第一端耦接，第二端与地耦接。该预设电容6018的第二端与地耦接。该预设电容6018的第一端与该多阶段检测电路602耦接，该预设电容的第一端处的电压值(即预设电容的电压值)作为该多阶段检测电路602的输入。
该多阶检测电路602包括模数转换器ADC，该模数转换器的输入端为预设电容的电压值。该多阶段检测电路602设定一个固定的充电总时间T，如图7所示，并将总时间T划分成n份(即将充电过程分成n个阶段)，每隔一定的时间去采预设电容的电压，将每个阶段采样的电压通过模数转换器输出；将该电压作为每个阶段的检测数据供后续模块进行比较判定。在一实施例中，该模数转换器可以是一高速ADC。
通过固定时间段取采集该时刻的充电电压，实现了分阶段检测，得到各阶段的充电电压值。图7示出整个充电过程中各阶段划分示意图，其中：
第1阶段电压在t1时间点采集；
第2阶段电压在t2时间点采集；
第n阶段电压在tn时间点采集。
干扰提取单元被配置成判断各阶段的充电电压值是有效数据还是无效数据。具体而言，干扰提取单元按以下方法进行干扰判断：
为每个阶段设置一参考值V_set(j)，其中，j表示充电阶段；
计算每个阶段的实际充电电压Vtouch(j)与该阶段未有手指按下时的充电电压Vrelease(j)之间的差值；以及
将该差值与该参考值V_set(j)进行比较，若该差值与该参考值V_set(j)之差超过一设定范围，则认为该阶段存在干扰，将该充电电压值视作无效数据，并将该差值设为0(即Vtouch(j)-Vrelease(j)＝0)；如果该差值与该参考值V_set(j)之差未超过设定范围，则将该充电电压值视作有效数据。
数据处理模块被配置成对无效数据进行剔除，对有效数据做加权处理。具体参见公式2：
其中，i表示按键索引，即第i个按键通道；
j表示充电阶段；
n表示总的充电阶段；
mi(j)表示第j阶段的加权系数；
Vtouch(j)表示充电j阶段手指按下时的检测值；
Vrelease(j)表示充电j阶段未有手指按下时的检测值；
其中，如果第j阶段被判断为存在干扰，则Vtouch(j)-Vrelease(j)＝0，无效数据被剔除。
按键判断模块被配置成对加权处理后的结果(即公式2的结果)进行按键有效值判断。
图8示出根据本发明一实施例的按键检测方法的流程图。该方法包括以下步骤：
步骤1：电荷搬移电路对预设电容充电(801)；
步骤2：利用至少一个比较器或者ADC等，将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测(8021-802n)；
步骤3：保存每个阶段检测电路输出的检测数据；
步骤4：进行干扰提取，将检测数据分为有效数据和无效数据(803)；
步骤5：分组后，剔除无效数据，将有效数据进行加权处理(804)；
步骤6：根据加权处理后的结果进行按键有效值判断(805)。
本发明相较于现有技术具有以下技术效果：
1.目前的触摸控制***基本原理都是电荷搬移，即多次将充电电容(小电容)的电荷搬移到预设电容，当有手指按下时，充电电容(小电容)会发生变化，从而影响充电时间；***内包含一个比较器，用来设置比较电压，当预设电容的电压等于比较器设置的电压时，完成一个周期的充电过程，充电的时间作为结果输出。本发明中，利用一个或者两个或者多个比较器或者模数转换器ADC等，将预设电容的充电过程分成几个阶段，将每个阶段的充电时间或者充电电压作为结果输出。
2.目前针对触摸按键的有效判断都是基于当前值与基准值的差值来判断是否有手指触摸；由于预设电容在整个充电过程极易受电源环境及电磁环境的影响，一部分干扰会被引入最终结果，从而导致按键的误触发或是漏检。本发明中，对充电每个阶段的数据进行干扰判定，将没有干扰的数据(有效数据)加权作为按键有效的判断，提高了按键判决准确性。
3.在低信噪比的触摸***中，手指变化量极小。如果采用传统的方式，大量的噪声会被引入最终结果，很难判断是否有触摸变化；本发明中，将每个阶段的充电时间与每基准时间作对比，去除掉噪声较大阶段的结果，将其它阶段的测试结果进行一定的加权处理，使得低信噪比的***在较差的环境中得以应用，并保持良好的性能。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素。
本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
同理，应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。
此外，除非权利要求中明确说明，本申请所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本申请流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本申请实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的装置或***可以通过硬件设备实现，但是也存在通过软件的解决方案得以实现的可能性。
本领域技术人员能够理解，本申请所披露的内容可以出现多种变型和改进。例如，以上所描述的不同***组件都是通过硬件设备所实现的，但是也可能只通过软件的解决方案得以实现。此外，这里所披露的位置信息的提供可能是通过一个固件、固件/软件的组合、固件/硬件的组合或硬件/固件/软件的组合得以实现。
这里采用的术语和表述方式只是用于描述，本发明并不应局限于这些术语和表述。使用这些术语和表述并不意味着排除任何示意和描述(或其中部分)的等效特征，应认识到可能存在的各种修改也应包含在权利要求范围内。其他修改、变化和替换也可能存在。相应的，权利要求应视为覆盖所有这些等效物。
同样，需要指出的是，虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可做出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。
Claims (20)
1.一种利用多阈值进行分段比较的按键检测电路，包括：
电荷搬移电路，被配置成给充电电容充电，并利用充电后的充电电容对一预设电容进行充电；
多阶段检测电路，被配置成将充电电容对预设电容的充电过程分为n个阶段，并获得每个阶段的检测数据；
干扰提取单元，被配置成对每个阶段的检测数据进行干扰判断，以判断检测数据是有效数据还是无效数据；
数据处理模块，被配置成对无效数据进行剔除，对有效数据进行加权处理；
按键判断模块，被配置成对加权处理后的结果进行按键有效值判断。
2.如权利要求1所述的按键检测电路，其特征在于，所述充电电容包括按键寄生电容；当未有手指触摸按键时，所述充电电容的等效电容与按键寄生电容相关联；当有手指触摸按键时，所述充电电容的等效电容与寄生电容和手指电容相关联。
3.如权利要求1所述的按键检测电路，其特征在于，所述干扰提取单元被配置成按以下进行干扰判断：
为每个阶段设置一参考值；
计算每个阶段的实际检测数据与该阶段未有手指按下时的检测数据之间的差值；以及
将该差值与该参考值进行比较，根据该差值与该参考值之差是否超过一设定范围来判断该阶段是否存在干扰，将存在干扰的检测数据视作无效数据，将不存在干扰的其他阶段的检测数据视作有效数据。
4.如权利要求1所述的按键检测电路，其特征在于，所述电荷搬移电路包括：
至少一个充电电容、与该至少一个充电电容串联的至少一个按键开关、第一开关、第二开关、第三开关以及一预设电容，其各自具有第一端和第二端；
该至少一个充电电容的第二端与地耦接，该至少一个充电电容的第一端与该至少一个按键开关的第二端耦接；
该第一开关的第一端与工作电压耦接，该第一开关的第二端与该至少一个按键开关的第一端耦接；该第二开关的第一端与该至少一个按键开关的第一端耦接，该第二开关的第二端与该预设电容的第一端耦接；该第三开关的第一端与该预设电容的第一端耦接，该第三开关的第二端与地耦接；预设电容的第二端与地耦接；预设电容的第一端与该多阶段检测电路耦接，预设电容的第一端处的电压值即为预设电容的电压值，作为该多阶段检测电路的输入。
5.如权利要求1所述的按键检测电路，其特征在于，该多阶检测电路包括第一比较器，该第一比较器具有正输入端和负输入端，该多阶段检测电路将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值，该负输入端的输入为预设电容的电压值，该正输入端的输入为该比较电压阈值，该比较电压阈值随阶段的变化而不断变化；
当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
6.如权利要求1所述的按键检测电路，其特征在于，该多阶检测电路包括第一比较器和第二比较器，该第一比较器、该第二比较器分别具有正输入端和负输入端，该多阶段检测电路将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值，该第一比较器以及该第二比较器的负输入端的输入均为预设电容的电压值，该第一比较器的正输入端的输入为奇数阶段所对应的比较电压阈值，第二比较器的正输入端的输入为偶数阶段所对应的比较电压阈值。
当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
7.如权利要求1所述的按键检测电路，其特征在于，该多阶检测电路包括n个比较器，每个比较器各自具有正输入端和负输入端；该多阶段检测电路将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值；每个比较器对应一个阶段；每个比较器的负输入端的输入均为预设电容的电压值，每个比较器的正输入端的输入为对应阶段的比较电压阈值；
当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
8.如权利要求5-7中任一项所述的按键检测电路，其特征在于，所述数据处理模块按照以下公式对无效数据进行剔除并对有效数据进行加权处理：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个阶段；
n表示总阶段数；
Ti表示按键i对应的整个充电过程结束后所获得的时间有效值；
ki(j)表示第j阶段的加权系数；
Ttouch(j)表示第j阶段手指按下时的检测数据；
Trelease(j)表示第j阶段未按下手指时的检测数据。
若所述干扰提取单元判断出第j阶段有干扰，则令公式1中的Ttouch(j)-Trelease(j)＝0，无效数据被剔除；对有效数据根据公式1做加权处理，供按键判断模块进行按键的有效值判断。
9.如权利要求1所述的按键检测电路，其特征在于，该多阶检测电路包括模数转换器，该模数转换器的输入端为预设电容的电压值；该多阶段检测电路设定一个固定的充电总时间T，并将总时间T划分成n份，每隔一定的时间去采预设电容的电压；将该电压作为每个阶段的检测数据。
10.如权利要求9所述的按键检测电路，其特征在于，所述数据处理模块按照以下公式对无效数据进行剔除并对有效数据进行加权处理：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个阶段；
n表示总阶段数；
Vi表示按键i对应的整个充电过程结束后所获得的电压有效值；
mi(j)表示第j阶段的加权系数；
Vtouch(j)表示第j阶段手指按下时的检测值；
Vrelease(j)表示第j阶段未有手指按下时的检测值；
若所述干扰提取单元判断出第j阶段有干扰，则令公式2中的Vtouch(j)-Vrelease(j)＝0，无效数据被剔除；对有效数据根据公式2做加权处理，供按键判断模块进行按键的有效值判断。
11.一种利用多阈值进行分段比较的按键检测方法，所述方法包括：
利用电荷搬移电路对一预设电容进行充电；
将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据；
对每个阶段的检测数据进行干扰判断，将检测数据分为有效数据和无效数据；
剔除无效数据，将有效数据进行加权处理；以及
根据加权处理后的结果进行按键有效值判断。
12.如权利要求11所述的按键检测电路，其特征在于，所述充电电容包括按键寄生电容；当未有手指触摸按键时，所述充电电容的等效电容与按键寄生电容相关联；当有手指触摸按键时，所述充电电容的等效电容与寄生电容和手指电容相关联。
13.如权利要求11所述的按键检测电路，其特征在于，所述干扰判断包括以下步骤：
为每个阶段设置一参考值；
计算每个阶段的实际检测数据与该阶段未有手指按下时的检测数据之间的差值；以及
将该差值与该参考值进行比较，根据该差值与该参考值之差是否超过一设定范围来判断该阶段是否存在干扰，将存在干扰的检测数据视作无效数据，将不存在干扰的其他阶段的检测数据视作有效数据。
14.如权利要求11所述的按键检测电路，其特征在于，所述电荷搬移电路包括：
至少一个充电电容、与该至少一个充电电容串联的至少一个按键开关、第一开关、第二开关、第三开关以及一预设电容，其各自具有第一端和第二端；
该至少一个充电电容的第二端与地耦接，该至少一个充电电容的第一端与该至少一个按键开关的第二端耦接；
该第一开关的第一端与工作电压耦接，该第一开关的第二端与该至少一个按键开关的第一端耦接；该第二开关的第一端与该至少一个按键开关的第一端耦接，该第二开关的第二端与该预设电容的第一端耦接；该第三开关的第一端与该预设电容的第一端耦接，该第三开关的第二端与地耦接；预设电容的第二端与地耦接；预设电容的第一端与该多阶段检测电路耦接，预设电容的第一端处的电压值即为预设电容的电压值，作为该多阶段检测电路的输入。
15.如权利要求11所述的按键检测电路，其特征在于，将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据的步骤包括：
将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值；
提供第一比较器，该第一比较器具有正输入端和负输入端，该负输入端的输入为预设电容的电压值，该正输入端的输入为该比较电压阈值，该比较电压阈值随阶段的变化而不断变化；
当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
16.如权利要求11所述的按键检测电路，其特征在于，将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据的步骤包括：
将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值；
提供第一比较器和第二比较器，该第一比较器、该第二比较器分别具有正输入端和负输入端，该第一比较器以及该第二比较器的负输入端的输入均为预设电容的电压值，该第一比较器的正输入端的输入为奇数阶段所对应的比较电压阈值，第二比较器的正输入端的输入为偶数阶段所对应的比较电压阈值。
当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
17.如权利要求11所述的按键检测电路，其特征在于，将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据的步骤包括：
将预设电容的充电过程分为n个阶段，每个阶段对应一个不同的比较电压阈值；
提供n个比较器，每个比较器各自具有正输入端和负输入端；每个比较器对应一个阶段；每个比较器的负输入端的输入均为预设电容的电压值，每个比较器的正输入端的输入为对应阶段的比较电压阈值；
当预设电容的电压值达到对应阶段的比较电压阈值时，认为该对应阶段结束，该对应阶段所用的充电时间为该对应阶段的检测数据。
18.如权利要求15-17中任一项所述的按键检测方法，其特征在于，所述剔除无效数据，将有效数据进行加权处理的步骤按以下公式进行：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个阶段；
n表示总阶段数；
Ti表示按键i对应的整个充电过程结束后所获得的时间有效值；
ki(j)表示第j阶段的加权系数；
Ttouch(j)表示第j阶段手指按下时的检测数据；
Trelease(j)表示第j阶段未按下手指时的检测数据。
其中，若干扰判断步骤判断出第j阶段有干扰，则令公式1中的Ttouch(j)-Trelease(j)＝0，无效数据被剔除；对有效数据根据公式1做加权处理。
19.如权利要求11所述的按键检测方法，其特征在于，将预设电容充电过程分成多个阶段，进行分阶段检测，获得检测数据的步骤包括：
设定一个固定的充电总时间T，并将总时间T划分成n份，即将充电过程分成n个阶段；
提供模数转换器，该模数转换器每隔一定的时间去采预设电容的电压，并将该电压作为每个阶段的检测数据。
20.如权利要求19所述的按键检测方法，其特征在于，所述剔除无效数据，将有效数据进行加权处理的步骤按以下公式进行：
其中，i表示按键索引；
j表示第j个阶段；
n表示总阶段数；
Vi表示按键i对应的整个充电过程结束后所获得的电压有效值；
mi(j)表示第j阶段的加权系数；
Vtouch(j)表示第j阶段手指按下时的检测值；
Vrelease(j)表示第j阶段未有手指按下时的检测值；
其中，若干扰判断步骤判断出第j阶段有干扰，则令公式2中的Vtouch(j)-Vrelease(j)＝0，无效数据被剔除；对有效数据根据公式2做加权处理。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113466721A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-10-01 | 蜂巢能源科技有限公司 | 锂离子电池的失效识别方法、装置、电子设备及介质 |
Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2307407Y (zh) * | 1997-06-26 | 1999-02-10 | 宝山钢铁(集团)公司 | 按键式键盘检测器 |
| CN1829100A (zh) * | 2005-03-01 | 2006-09-06 | 华为技术有限公司 | 抑制窄带干扰的方法和装置 |
| CN101359034A (zh) * | 2007-07-31 | 2009-02-04 | 华矽半导体股份有限公司 | 按键检测电路及其方法 |
| CN101843477A (zh) * | 2009-03-25 | 2010-09-29 | 西铁城控股株式会社 | 生物信号测量装置 |
| CN101908875A (zh) * | 2010-07-23 | 2010-12-08 | 中颖电子有限公司 | 电容式触摸按键判键方法 |
| CN103454949A (zh) * | 2013-09-12 | 2013-12-18 | 南京信息工程大学 | 一种抗干扰自调整微控制器***及其控制方法 |
| CN103678059A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 一种随机按键测试方法及装置 |
| CN104461151A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-03-25 | 西安中颖电子有限公司 | 低压高信噪比的触摸屏检测方法 |
| CN105467428A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-04-06 | 南京航空航天大学 | 一种基于短时能量检测和频谱特征分析的地震波预警方法 |
| CN105637374A (zh) * | 2013-10-07 | 2016-06-01 | 赛普拉斯半导体公司 | 检测和区分来自不同尺寸导电体在电容式按键上的触控 |
| CN107786193A (zh) * | 2017-08-28 | 2018-03-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种触摸按键检测方法和装置 |
| CN109245754A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-01-18 | 深圳市飞翼科技有限公司 | 一种电容触摸按键侦测电路和方法 |
| CN109450427A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-08 | 西安中颖电子有限公司 | 一种高性能触摸按键判决方法 |
| US20190137558A1 (en) * | 2017-08-15 | 2019-05-09 | Phoenix Motorcars LLC | Inverter open/short failure detection |
-
2019
- 2019-11-28 CN CN201911187916.1A patent/CN110865258B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN2307407Y (zh) * | 1997-06-26 | 1999-02-10 | 宝山钢铁(集团)公司 | 按键式键盘检测器 |
| CN1829100A (zh) * | 2005-03-01 | 2006-09-06 | 华为技术有限公司 | 抑制窄带干扰的方法和装置 |
| CN101359034A (zh) * | 2007-07-31 | 2009-02-04 | 华矽半导体股份有限公司 | 按键检测电路及其方法 |
| CN101843477A (zh) * | 2009-03-25 | 2010-09-29 | 西铁城控股株式会社 | 生物信号测量装置 |
| CN101908875A (zh) * | 2010-07-23 | 2010-12-08 | 中颖电子有限公司 | 电容式触摸按键判键方法 |
| CN103678059A (zh) * | 2012-09-26 | 2014-03-26 | 腾讯科技（深圳）有限公司 | 一种随机按键测试方法及装置 |
| CN103454949A (zh) * | 2013-09-12 | 2013-12-18 | 南京信息工程大学 | 一种抗干扰自调整微控制器***及其控制方法 |
| CN105637374A (zh) * | 2013-10-07 | 2016-06-01 | 赛普拉斯半导体公司 | 检测和区分来自不同尺寸导电体在电容式按键上的触控 |
| CN104461151A (zh) * | 2014-12-22 | 2015-03-25 | 西安中颖电子有限公司 | 低压高信噪比的触摸屏检测方法 |
| CN105467428A (zh) * | 2015-11-17 | 2016-04-06 | 南京航空航天大学 | 一种基于短时能量检测和频谱特征分析的地震波预警方法 |
| US20190137558A1 (en) * | 2017-08-15 | 2019-05-09 | Phoenix Motorcars LLC | Inverter open/short failure detection |
| CN107786193A (zh) * | 2017-08-28 | 2018-03-09 | 珠海格力电器股份有限公司 | 一种触摸按键检测方法和装置 |
| CN109450427A (zh) * | 2018-10-31 | 2019-03-08 | 西安中颖电子有限公司 | 一种高性能触摸按键判决方法 |
| CN109245754A (zh) * | 2018-11-27 | 2019-01-18 | 深圳市飞翼科技有限公司 | 一种电容触摸按键侦测电路和方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| JIALI ZHAO: ""Casting Back Errant Stage in Multi-stage Manufacturing Process"", 《2010 INTERNATIONAL CONFERENCE ON ELECTRICAL AND CONTROL ENGINEERING》 * |
| 宋易: ""基于STM32的蓄电池状态检测***设计"", 《电子测试》 * |
| 田野: ""基于充放电原理的电容式触摸按键设计"", 《电子设计工程》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113466721A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-10-01 | 蜂巢能源科技有限公司 | 锂离子电池的失效识别方法、装置、电子设备及介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN110865258B (zh) | 2022-02-22 |
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