触摸按键键值自适应电路及方法与流程

1.本发明属于触摸技术领域，具体涉及触摸按键键值自适应电路及方法。


背景技术：

2.随着家电行业、消费电子行业的快速发展，触摸按键替代传统机械按键的趋势愈发的强烈。电容式触摸技术是触摸技术中的一个主流分支，也是较为成熟的技术，所以对该技术的改良亦尤为重要。大部分电容式触摸技术在进入正常检测阶段前，其首要步骤是将触摸按键的键值自适应到合适的范围，此步骤一般使用软件程序去完成，又因为现有技术中这个步骤需要执行的指令较多、算法比较复杂，所以也导致整个过程比较耗费时间，会占用单片机本身较多的资源。


技术实现要素：

3.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种耗费时间短、占用资源少的触摸按键键值自适应电路及方法。
4.第一方面，触摸按键键值自适应电路，包括触摸检测电路和与其连接的触摸按键，所述触摸检测电路包括可调恒流源；还包括键值比较电路、结果判断电路和电流调整电路；
5.所述触摸检测电路，用于获取所述触摸按键的键值并将其发送至所述键值比较电路；
6.所述键值比较电路，用于将所述键值与预设上限值和预设下限值进行比较，并发送比较结果信号至所述结果判断电路；
7.所述结果判断电路，用于根据所述比较结果信号进行判断，若所述比较结果信号表示所述键值大于所述预设上限值或小于所述预设下限值则发送电流调整信号至所述电流调整电路；
8.所述电流调整电路，用于在接收到电流调整信号时，调整所述可调恒流源的充电电流值以使所述键值向目标范围调整。
9.进一步地，所述键值比较电路包括键值上限比较器和键值下限比较器，所述比较结果信号包括上限比较结果信号和下限比较结果信号；
10.所述键值上限比较器，用于比较所述键值与预设上限值，并发送所述上限比较结果信号至所述结果判断电路；
11.所述键值下限比较器，用于比较所述键值与预设下限值，并发送所述下限比较结果信号至所述结果判断电路。
12.进一步地，所述电流调整电路包括逐次逼近寄存器，所述逐次逼近寄存器用于调整所述可调恒流源的充电电流值。
13.进一步地，所述电流调整电路，用于在所述逐次逼近寄存器无法继续调整充电电流值时，向控制单元发出告知信号。
14.第二方面，触摸按键键值自适应方法，应用于触摸按键键值自适应电路，所述触摸
按键键值自适应电路包括所述触摸按键以及与所述触摸按键连接的具有可调恒流源的触摸检测电路；包括如下步骤：
15.设定步骤：设定所述可调恒流源的初始充电电流值；
16.检测步骤：获取所述触摸按键的键值；
17.比较步骤：将所述键值分别与预设上限值和预设下限值比较，若所述键值大于所述预设上限值或小于所述预设下限值，则执行调整步骤；否则判断自适应成功，退出本方法；
18.调整步骤：调整所述可调恒流源的充电电流值以使所述键值向目标范围调整，执行检测步骤。
19.进一步地，在执行调整步骤前，包括如下步骤：
20.判断所述充电电流值是否处于可调范围，若是则继续执行调整步骤，若否则判断自适应失败，退出本方法。
21.进一步地，在所述调整步骤中，所述充电电流值的调整幅度逐次减小。
22.进一步地，所述充电电流值的调整幅度逐次减半。
23.相比于现有技术，本发明具有如下有益效果：
24.本发明基于由可调恒流源来实现触摸检测的方案，通过使用硬件模块替代软件程序对触摸值进行自适应，解决了在软件程序对触摸值自适应过程中耗费时间较长、单片机资源占用较多的问题，降低了应用端的使用难度、提高了自适应的速度；同时因为占用rom、ram资源较少，可为应用端留出较大的发挥空间。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本发明触摸按键键值自适应电路的结构示意图；
27.图2为本发明触摸按键键值自适应方法的流程示意图；
28.图3为本发明触摸按键键值自适应电路中采用逐次逼近寄存器的自适应流程示意图。
29.其中，1、触摸检测电路；2、触摸按键；3、可调恒流源；4、键值比较电路；41、键值上限比较器；42、键值下限比较器；5、结果判断电路；6、电流调整电路；61、逐次逼近寄存器。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并
不用于限定本发明。
32.第一方面，触摸按键键值自适应电路，如图1所示，包括触摸检测电路1和与其连接的触摸按键2，所述触摸检测电路1包括可调恒流源3；还包括键值比较电路4、结果判断电路5和电流调整电路6；
33.所述触摸检测电路1，用于获取所述触摸按键2的键值并将其发送至所述键值比较电路4；
34.所述键值比较电路4，用于将所述键值与预设上限值和预设下限值进行比较，并发送比较结果信号至所述结果判断电路5；
35.所述结果判断电路5，用于根据所述比较结果信号进行判断，若所述比较结果信号表示所述键值大于所述预设上限值或小于所述预设下限值则发送电流调整信号至所述电流调整电路6；
36.所述电流调整电路6，用于在接收到电流调整信号时，调整所述可调恒流源3的充电电流值以使所述键值向目标范围调整。
37.其中，所述基于可调恒流源3的触摸值自适应电路的连接方式可如图1所示，触摸检测电路1的输出端与键值比较电路4的输入端连接，键值比较电路4的输出端与结果判断电路5的输入端连接，结果判断电路5的输出端与电流调整电路6输入端连接，电流调整电路6输出端连接到触摸检测电路1。所述键值是指在一定检测时间内通过所述触摸检测电路1检测到的触摸按键电容的充放电周期的累计数，获取所述触摸按键2的键值属于现有技术，在此不予赘述。所述检测时间可由所述触摸检测电路1中设置的定时器来控制。所述目标范围是指所述预设上限值与所述预设下限值之间的范围。
38.如图1所示，所述键值比较电路4将所述键值与预设上限值和预设下限值的比较结果发送至结果判断电路5；如图2所示，所述比较结果有三种，即键值大于预设上限值、键值小于预设下限值以及键值在所述预设上限值和预设下限值之间(即键值在自适应目标范围)；前两种比较结果用于后续对电流进行调整，而第三种比较结果说明自适应成功，结果判断电路5可据此停止自适应流程。若所述结果判断电路5接收到表示键值大于预设上限值的比较结果信号，则说明键值过大，此时需要调整所述可调恒流源3的充电电流以降低在所述检测时间内所述触摸检测电路1获取的所述触摸按键2的键值(以基于可调恒流源的公开号为cn110661522a的发明专利为例，若触摸按键电容不变，充电电流越大时comp_o为低的时间越短，此时count数就越低，即所述触摸按键2的键值越小，可见在此方案中可调恒流源的充电电流值与所述触摸按键2的键值呈负相关，那么可通过提升所述充电电流值以降低下一次触摸检测中获取的所述触摸按键2的键值)；若所述结果判断电路5接收到表示键值小于预设下限值的比较结果信号，则说明键值过小，此时需要调整所述可调恒流源3的充电电流以提升在所述检测时间内所述触摸检测电路1获取的所述触摸按键2的键值(同样以公开号为cn110661522a的发明专利为例，由于可调恒流源的充电电流值与所述触摸按键2的键值呈负相关，那么可通过降低所述充电电流值以提升下一次触摸检测中获取的所述触摸按键2的键值)。在调整所述可调恒流源3的充电电流后，所述触摸检测电路1再次进行触摸检测以继续自适应过程。另外，现有技术中基于可调恒流源3的触摸技术还可设计成所述充电电流值与触摸按键2的键值呈正相关关系；与前述方案不同的是，在此类技术方案中，可通过提升所述充电电流值以提升下一次触摸检测中获取的所述触摸按键2的键值，或降低
所述充电电流值以降低下一次触摸检测中获取的所述触摸按键2的键值。
39.本实施例基于可调恒流源，通过设置硬件电路(如键值比较电路4、结果判断电路5和电流调整电路6)来实现对触摸值的自适应操作，相比传统的软件自适应方法，耗费时间较短，占用资源较少，降低了应用端的使用难度，提高了自适应的速度，还因为不需要过多的占用rom、ram资源，可极大程度地为应用端留出可用资源。
40.一种实施例中，如图1所示，所述键值比较电路4包括键值上限比较器41和键值下限比较器42，所述比较结果信号包括上限比较结果信号和下限比较结果信号；
41.所述键值上限比较器41，用于比较所述键值与预设上限值，并发送所述上限比较结果信号至所述结果判断电路5；
42.所述键值下限比较器42，用于比较所述键值与预设下限值，并发送所述下限比较结果信号至所述结果判断电路5。
43.其中，所述键值上限比较器41和键值下限比较器42的输入端分别连接到所述触摸检测电路1的输出端，输出端分别连接到所述结果判断电路5的输入端。所述键值上限比较器41预设有用于与输入键值比较的上限值，其输出的上限比较结果信号分为两种，分别表示“所述键值大于所述预设上限值”和“所述键值不大于所述预设上限值”；所述键值下限比较器42预设有用于与输入键值比较的下限值，其输出的下限比较结果信号分为两种，分别表示“所述键值小于所述预设下限值”和“所述键值不小于所述预设下限值”。两者输出的比较结果信号结合起来可用于判断触摸按键2键值的所在区间。
44.一种实施例中，如图1所示，所述电流调整电路6包括逐次逼近寄存器61，所述逐次逼近寄存器61用于调整所述可调恒流源3的充电电流值。
45.其中，如图3所示，所述逐次逼近寄存器sar(successive approximation register)可采用二进制搜索(二分法查找)方法实现对所述可调恒流源3的充电电流值档位的调整，所述逐次逼近寄存器61以及所述二进制搜索方法为现有技术。以8位寄存器为例进行说明，假设可调恒流源3的充电电流值与所述触摸按键的键值呈负相关，所述逐次逼近寄存器61输出的初始值可设为10000000，其对应的充电电流值为i，进行第一次触摸检测以获取所述触摸按键的键值；若获取的键值在预设上限值和预设下限值之间，则说明自适应成功，退出电流调整过程；若获取的键值大于预设上限值，则保留最高位的1，再将次高位设为1，此时所述逐次逼近寄存器61的输出值为11000000，对应的充电电流值调整为；若获取的键值小于预设下限值，则将最高位的1清除，再将次高位设为1，此时所述逐次逼近寄存器61的输出值为01000000，对应的充电电流值调整为；在充电电流值发生调整后，进行第二次触摸检测，判断是否保留次高位的1，以此类推。所述逐次逼近寄存器61逐位调整，对应的充电电流值逐档调整，直到获取的键值在预设上限值和预设下限值之间(即进入目标范围)，则判断自适应成功，退出电流调整过程。若所述充电电流值经过多次调整，所述逐次逼近寄存器61的输出值已经调整到末位(比如10101011)后还不能使获取的键值进入预设上限值和预设下限值之间(即充电电流值档位超出可调范围，此时寄存器已无法继续调整充电电流值)，则判断自适应失败(可发出对应告知信号)，结束电流调整过程；此时可能需要对硬件进行检查以确定硬件是否正常工作。同理，若可调恒流源3的充电电流值与所述触摸按键的键值呈正相关，也可以采用类似的方式进行调整，在此不予赘述。可以理解，若所述逐次逼近寄存器61的位数越多，则所述充电电流值的档位调整的精度就越高，所述预设上、下限
值之间的区间范围就可以设置得越小。现有技术中的逐次逼近寄存器61通常用于模数转换器(adc)，本实施例中创新地将逐次逼近寄存器61用于触摸技术领域以调整可调恒流源的充电电流值，实现了基于硬件电路的触摸按键键值自适应。此外，本技术中的电流调整电路采用逐次逼近寄存器61和二进制搜索方法来调整充电电流值只是一种可选实施方式，现有技术中存在的其他调整电流源充电电流方法也可应用于本技术中，只要能达到预期的技术效果即可。
46.第二方面，触摸按键键值自适应方法，如图2所示，应用于触摸按键键值自适应电路，所述触摸按键键值自适应电路包括所述触摸按键2以及与所述触摸按键2连接的具有可调恒流源3的触摸检测电路1；包括如下步骤：
47.设定步骤：设定所述可调恒流源3的初始充电电流值；
48.检测步骤：获取所述触摸按键2的键值；
49.比较步骤：将所述键值分别与预设上限值和预设下限值比较，若所述键值大于所述预设上限值或小于所述预设下限值，则执行调整步骤；否则判断自适应成功，退出本方法；
50.调整步骤：调整所述可调恒流源3的充电电流值以使所述键值向目标范围调整，执行检测步骤。
51.其中，所述检测步骤由所述触摸检测电路1实施。所述目标范围是指所述预设上限值和下限值之间，也就是触摸按键2键值的自适应目标范围。
52.具体来说，以可调恒流源3的充电电流值与所述触摸按键2的键值呈负相关的情形为例，所述比较步骤可以是：将所述键值分别与预设上限值和预设下限值比较，若所述键值大于所述预设上限值，则执行上调步骤；若所述键值小于所述预设下限值，则执行下调步骤；否则判断键值处于目标范围，自适应成功，保存此时所述可调恒流源3的充电电流值，退出本方法。其中所述上调步骤为：向上调整所述可调恒流源3的充电电流值，返回执行检测步骤；所述下调步骤为：向下调整所述可调恒流源3的充电电流值，返回执行检测步骤。另外，可调恒流源3的充电电流值与所述触摸按键2的键值呈正相关的情形同理。
53.一种实施例中，在执行调整步骤前，包括如下步骤：
54.判断所述充电电流值是否处于可调范围，若是则继续执行调整步骤，若否则判断自适应失败，退出本方法。
55.其中，对于部分通过离散的电流值档位进行调整的触摸按键键值自适应电路，比如采用逐次逼近寄存器61及二分法来实现对所述可调恒流源3的充电电流值进行调整的情况(如图3所示)，由于寄存器能实现的充电电流档位有限，可能出现调整到最后也不能让所述键值进入目标范围的情形，故在进行充电电流值调整前先对充电电流值是否处于可调范围进行判断，若在可调范围则继续正常调整，若不在可调范围则判断自适应失败并退出。
56.一种实施例中，在所述调整步骤中，所述充电电流值的调整幅度逐次减小。特别地，所述充电电流值的调整幅度逐次减半。
57.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
58.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并
不能因此而理解为对本发明范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。