一种触摸按键电路板功能展示与检测系统的制作方法

本发明涉及一种触摸按键电路板功能展示与检测系统。

背景技术：

在自动检测控制领域中，感应触摸技术已得到广泛地应用，目前较为流行的感应触摸技术主要分为四种类型：电阻式、电容感应式、红外线式和表面声波式。在工业领域中最常用的是电阻式式和电容感应式。

电阻式感应触摸技术是利用涂在表面层和基层之间的两层透明导电层—ITO(纳米铟锡金属氧化物)，当触摸产生的压力会使这两导电层接通，按压不同的点时，该点到输出端的电阻值也就不同，因此会输出与该点位置相对应的电压信号(模拟量)，后经A/D转换后即可获取x、Y的坐标值。电阻式触摸技术的好处是价格便宜，易于生产，但因所使用的ITO涂层较易脆断，且屏幕的透光性和清晰度较差，易被划伤，精度较低且使用寿命不长。

电容式感应触摸技术是通过检测人体手指带来的电荷移动，由于手指在移动的过程中会吸走一个很小的电流，不同的按键位置吸走的电流值是不同的，控制器通过对不同电流比例的精密计算，即可得出接触点位置，从而实现按键功能。电容式触摸按键不需要传统按键的机械触点，也不再使用传统金属触摸时的人体直接接触金属片而带来的安全隐患以及应用局限。电容式触摸按键具有可靠耐用，美观时尚，便于生产安装以及维护，正在取代传统机械按钮键以及金属触摸按键。

到目前为止还没有专门的用于对电阻感应触摸类和电容感应触摸类按键电路板进行检测和功能展示的装置。

技术实现要素：

本发明的目的是一种触摸按键电路板功能展示与检测系统。

实现本发明目的的技术方案是一种触摸按键电路板功能展示与检测系统，包括触摸按键电路板检测装置和触摸按键电路板功能展示电路，所述触摸按键电路板功能展示电路放置于触摸按键电路板检测装置内，与放置在触摸按键电路板检测装置上的待测触摸按键电路板连接；所述触摸按键电路板检测装置包括检测平台、升降机构和电路板压紧导通机构；所述检测平台包括检测台和固定在检测台一侧的立板，所述检测台中部设置触摸按键电路板放置平台；所述升降机构固定在立板上，其下端连接电路板压紧导通机构；所述电路板压紧导通机构包括连接电源的弹性顶针，电路板压紧导通机构随升降机构向下移动时，压紧位于检测平台上的待检测的触摸按键电路板，并使弹性顶针与触摸按键电路板接触；所述触摸按键电路板功能展示电路包括单片机IC1、单片机复位电路IC2、第一触摸感应模块IC3、第二触摸感应模块IC4、1-4路LED驱动电路、5-8路LED驱动电路、显示阵列驱动电路IC5、四位数码管显示器电路、32路外接插座排线、第5-8路LED排插座、16路单点按键接口、12路电阻模拟变化量输入接口、4*4按键盘接口、蜂鸣器、驱动管Q1和电源电路；所述单片机复位电路IC2、第一触摸感应模块IC3、第二触摸感应模块IC4、1-4路LED驱动电路、5-8路LED驱动电路、显示阵列驱动电路IC5、第5-8路LED排插座、16路单点按键接口、12路电阻模拟变化量输入接口、4*4按键盘接口、驱动管Q1和电源电路均与单片机IC1电连接，电源电路提供3.3V直流电压；所述32路外接插座排线的输入端连接第一触摸感应模块IC3和第二触摸感应模块IC4；所述1-4路LED驱动电路和显示阵列驱动电路IC5的输出端连接四位数码管显示器电路；所述驱动管Q1连接蜂鸣器。

所述升降机构包括依次连接的手柄、肘板和立柱；所述手柄旋转带动肘板上下移动，进而带动立柱上下移动。

升降机构还包括固定座；所述固定座与立板固定；所述肘板和立柱通过连接件与固定座连接。

所述电路板压紧导通机构还包括一对导轨、下压板、一对弹性压杆、一对滑板和一对滚柱；所述一对导轨对称设置在检测平台的左右两侧；所述下压板可在导轨上下移动，包括与导轨滑动连接的横梁和一对左右对称设置在横梁下方的压板；所述一对弹性压杆的一端固定在下压板的横梁下方，一对弹性压杆之间的距离不大于待检测的触摸按键电路板的长度；所述一对滑板设置在触摸按键电路板放置平台两侧；所述一对滚柱设置在一对滑板的外侧，并与滑板接触；所述滑板与弹性顶针之间设置弹簧。

所述下压板的压板的下端内侧为斜面。

所述电路板压紧导通机构还包括用于设置一对导轨的一对导轨固定板。

所述检测台为箱式结构，内置电源和检测电路，外壳上设置显示仪表、开关按钮和调整按钮。

所述单片机IC1的型号为STM32F303VCT6；所述单片机复位电路IC2的型号为SP808K；所述第一触摸感应模块IC3和第二触摸感应模块IC4采用型号为WTC801SPI的8键+1滚轮滑条电容式触摸感应芯片；所述显示阵列驱动电路IC5的型号为ULN2803。

所述单片机IC1连接单片机复位电路IC2的输出端；所述单片机IC1连接第一触摸感应模块IC3和第二触摸感应模块IC4的输出端，第一触摸感应模块IC3和第二触摸感应模块IC4的输入端通过32路外接插座排线采集32个单点电容触摸感应端的信号；单片机IC1连接显示阵列驱动电路IC5和第1-第4路LED驱动电路的输入端，由显示阵列驱动电路IC5和第1-第4路LED驱动电路驱动四位数码管显示器电路；单片机IC1连接第5-第8路LED驱动电路的输入端，通过第5-第8路LED驱动电路驱动第5-8路LED排插座；第5-8路LED排插座的每路LED排插座连接7个LED灯；单片机IC1连接驱动管Q1的基极，驱动管Q1驱动蜂鸣器发出声响；单片机IC1连接16路单点按键接口、12路电阻模拟变化量输入接口和4*4按键盘接口，接收开关输入信号、采集电阻模拟变化和外接键盘输入信号。

采用了上述技术方案后，本发明具有积极的效果：(1)本发明通过机械部分的触摸按键电路板检测装置与被测触摸按键电路板相连接，同时连通展示电路，由此完成采集触摸按键上的各种输入信号，如开关量，模拟量、电阻变化量、电容变化量等，输出信号控制触摸按键上的各类指示和声像器件工作。它可以作为一种展示与测试平台，既能用于展会展示各类薄膜按键的功能和性能，同时还能用于工程中实际的测试。

(2)本发明的展示电路可以采集触摸按键上的各种输入信号，如开关量，模拟量、电阻变化量、电容变化量等，然后输出信号控制触摸按键上的各类指示和声像器件工作，装置功耗小，触发精度高，抗干扰能力强。所触发按键按压灵敏度高，触摸感应灵敏稳定而可靠。

(2)本发明的展示电路由型号为STM32F303VCT6的单片机控制触摸感应芯片WTC80SPI，能输入8个触摸感应端连续滑条信号，和16点触摸感应端的滚轮信号，它可以非常灵敏而又准确地侦测到手指在滚轮/滑条上的触摸位置，并通过SPI输出触摸位置数据。

(3)本发明的展示电路配有4*4的开关量键盘信号输入端；单个16路开关量信号输入端；12路电阻模拟变化量输入端，具有4位数码管输出端；一路蜂鸣器报警提示输出端；配有28路单个LED发光二极管输出端。

(4)本发明触发精度高，抗干扰能力强，能自动调节薄膜按键感应灵敏度，具有自动省电功能，其工作电流在3V条件下为1.2mA左右。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明的触摸按键电路板检测装置的结构示意图，图中显示的是升降机构升起的情况。

图3为图2的左视图。

图4为本发明的装置的升降机构下降时的结构示意图。

图5为图4的左视图。

图6为图4的A-A剖视示意图。

图7为发明的电路的原理框图。

图8为本发明的电路的的单片机IC1的电路图。

图9为本发明的电路的第一触摸感应模块IC3的电路图。

附图中标号为：

检测平台1、检测台11、立板12、触摸按键电路板放置平台11-1、升降机构2、手柄21、肘板22、立柱23、固定座24、电路板压紧导通机构3、弹性顶针31、导轨32、下压板33、横梁33-1、压板33-2、弹性压杆34、滑板35、滚柱36、导轨固定板37、触摸按键电路板4、电路板主体41、插脚板42、电触头43、显示仪表5、开关按钮6、调整按钮7。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的一种触摸按键电路板功能展示与检测系统，包括触摸按键电路板检测装置和触摸按键电路板功能展示电路，触摸按键电路板功能展示电路放置于触摸按键电路板检测装置内，与放置在触摸按键电路板检测装置上的待测触摸按键电路板连接。

见图2至图6，触摸按键电路板检测装置包括检测平台1、升降机构2和电路板压紧导通机构3；检测平台1包括检测台11和固定在检测台11一侧的立板12，检测台11中部设置触摸按键电路板放置平台11-1；升降机构2固定在立板12上，其下端连接电路板压紧导通机构3；电路板压紧导通机构3包括连接电源的弹性顶针31，电路板压紧导通机构3随升降机构2向下移动时，压紧位于检测平台1上的待检测的触摸按键电路板4，并使弹性顶针31与触摸按键电路板4接触；升降机构2包括依次连接的手柄21、肘板22和立柱23；手柄21旋转带动肘板22上下移动，进而带动立柱23上下移动升降机构2还包括固定座24；固定座24与立板12固定；肘板22和立柱23通过连接件与固定座24连接。电路板压紧导通机构3还包括一对导轨32、下压板33、一对弹性压杆34、一对滑板35和一对滚柱36；一对导轨32对称设置在检测平台11的左右两侧；下压板33可在导轨32上下移动，包括与导轨32滑动连接的横梁33-1和一对左右对称设置在横梁下方的压板33-2；一对弹性压杆34的一端固定在下压板33的横梁33-1下方，一对弹性压杆34之间的距离不大于待检测的触摸按键电路板4的长度；一对滑板35设置在触摸按键电路板放置平台11-1两侧；一对36滚柱设置在一对滑板35的外侧，并与滑板35接触；滑板35与弹性顶针31之间设置弹簧。下压板33的压板33-2的下端内侧为斜面。电路板压紧导通机构3还包括用于设置一对导轨32的一对导轨固定板37。检测台11为箱式结构，内置电源和检测电路，外壳上设置显示仪表5、开关按钮6和调整按钮7。如图6所示，待检测的触摸按键电路板4包括电路板主体41、插脚板42和电触头43。电路板主体41位于中部，插脚板42在电路板主体41的两端，电触头43位于插脚板42的孔内。将待检测的触摸按键电路板4放在触摸按键电路板放置平台11-1上，。然后将手柄21抬起绕其一端旋转一个角度，此时肘板22随着手柄21的旋转向下移动一个距离，肘板22推动立柱23向下移动，立柱23则带动下压板33向下移动。下压板33的带斜面的压板33-2为左右对称分布，它向下运动，一方面是带动弹性压杆34向下运动，并通过弹性压杆34压紧插脚板42防止其移动，另一方面是通过斜面强迫同样是左右对称布局的滚柱36和滑板35分别从左右向中部运动，将滑板35上的弹性顶针31推入插脚板42的孔内与电触头43接触。此时接通电源，通过观察显示仪表5的变化，即可检验电路板导通情况。当抬起手柄21，下压板33随其抬起脱离滚柱36，滑板35因受到弹簧推力而带动弹性顶针31退出插脚板孔，恢复原来状态。

如图7至图9，触摸按键电路板功能展示电路包括单片机IC1、单片机复位电路IC2、第一触摸感应模块IC3、第二触摸感应模块IC4、1-4路LED驱动电路、5-8路LED驱动电路、显示阵列驱动电路IC5、四位数码管显示器电路、32路外接插座排线、第5-8路LED排插座、16路单点按键接口、12路电阻模拟变化量输入接口、4*4按键盘接口、蜂鸣器、驱动管Q1和电源电路；单片机复位电路IC2、第一触摸感应模块IC3、第二触摸感应模块IC4、1-4路LED驱动电路、5-8路LED驱动电路、显示阵列驱动电路IC5、第5-8路LED排插座、16路单点按键接口、12路电阻模拟变化量输入接口、4*4按键盘接口、驱动管Q1和电源电路均与单片机IC1电连接，电源电路提供3.3V直流电压；32路外接插座排线的输入端连接第一触摸感应模块IC3和第二触摸感应模块IC4；1-4路LED驱动电路和显示阵列驱动电路IC5的输出端连接四位数码管显示器电路；驱动管Q1连接蜂鸣器。单片机IC1的型号为STM32F303VCT6；单片机复位电路IC2的型号为SP808K；第一触摸感应模块IC3和第二触摸感应模块IC4采用型号为WTC801SPI的8键+1滚轮滑条电容式触摸感应芯片；显示阵列驱动电路IC5的型号为ULN2803。单片机IC1连接单片机复位电路IC2的输出端；单片机IC1连接第一触摸感应模块IC3和第二触摸感应模块IC4的输出端，第一触摸感应模块IC3和第二触摸感应模块IC4的输入端通过32路外接插座排线采集32个单点电容触摸感应端的信号；单片机IC1连接显示阵列驱动电路IC5和第1-第4路LED驱动电路的输入端，由显示阵列驱动电路IC5和第1-第4路LED驱动电路驱动四位数码管显示器电路；单片机IC1连接第5-第8路LED驱动电路的输入端，通过第5-第8路LED驱动电路驱动第5-8路LED排插座；第5-8路LED排插座的每路LED排插座连接7个LED灯；单片机IC1连接驱动管Q1的基极，驱动管Q1驱动蜂鸣器发出声响；单片机IC1连接16路单点按键接口、12路电阻模拟变化量输入接口和4*4按键盘接口，接收开关输入信号、采集电阻模拟变化和外接键盘输入信号。第一触摸感应模块IC3和第二触摸感应模块IC4能输入8个触摸感应端连续滑条信号，和16点触摸感应端的滚轮信号，也可以组成共计48个单点电容触摸感应输入端，它可以非常灵敏而又准确地侦测到手指在滚轮/滑条上的触摸位置，并通过SPI输出触摸位置数据。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。