触摸按键的触摸检测方法、运行控制装置及存储介质与流程

1.本发明涉及按键控制技术领域，尤其涉及一种触摸按键的触摸检测方法、运行控制装置及存储介质。


背景技术：

2.目前基于mcu实现触摸按键的功能，需要在mcu设计方面增加许多抗干扰及控制温飘等可靠性电路，这使得触摸mcu成本大幅增加，且不同厂家的触摸mcu设计侧重点不同，无法适配十分复杂的应用环境，导致触摸按键的触摸检测不够可靠，经常实现误触发或者不触发，可靠性不足。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种触摸按键的触摸检测方法、运行控制装置及存储介质，能够提高对触摸按键的触摸检测的可靠性。
4.第一方面，本发明实施例提供一种触摸按键的触摸检测方法，包括：
5.采用三个互质的采样频率对触摸按键的触摸数据进行采集，得到第一采样数据、第二采样数据和第三采样数据；
6.从所述第一采样数据、所述第二采样数据和所述第三采样数据中选取出与所述触摸按键的触摸基准值最接近的一个，作为最接近采样数据；
7.根据所述最接近采样数据和所述触摸基准值，计算出所述触摸按键的触摸有效值；
8.当所述触摸有效值与所述触摸按键的预设触发阈值之和小于所述触摸基准值，所述触摸按键的有效触发次数加一；当所述触摸有效值与所述触摸按键的预设触发阈值之和大于或者等于所述触摸基准值，所述有效触发次数清零；所述有效触发次数的初始值为零；
9.当所述有效触发次数大于预设触发次数，确定所述触摸按键被按下。
10.根据本发明实施例提供的触摸按键的触摸检测方法，至少具有如下有益效果：通过采用三个互质的采样频率对触摸按键的触摸数据进行采集，即使其中一个采样频率收到干扰，其余两个采样频率由于互质，受到的干扰很少甚至不受干扰，可以使得采样的数据更为可靠；将三个采样数据中与触摸基准值的差值最小的作为最接近采样数据，并计算出触摸有效值，在将触摸有效值于触摸基准值进行比较，当触摸有效值与触摸按键的预设触发阈值之和小于触摸基准值，也即触摸有效值与触摸基准值之间的差值大于预设触发阈值，可以初步认定为该触摸按键被按下，触摸按键的有效触发次数加一；最后当有效触发次数大于预设触发次数，满足消抖条件，从而可以确定触摸按键被稳定按下；采用本发明实施例提供的触摸检测方法，能够提高对触摸按键的触摸检测的可靠性。
11.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，所述触摸有效值采用以下方式计算得出：
12.当|d-b|》2y且d＞b，e＝d-(d-b)；
13.当|d-b|》2y且d＜b，e＝d+(d-b)；
14.当|d-b|≤2y，e＝d；
15.其中，e为触摸有效值，d为最接近采样数据，b为触摸基准值，y为预设触发阈值。
16.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，所述方法还包括：
17.当触摸有效值与预设触发阈值之和小于触摸基准值的触摸按键的数量超过所有触摸按键的总数的一半，将所有触摸按键的触摸基准值清零；其中，最大响应按键数小于所有触摸按键的总数的一半，所述最大响应按键数为允许同时响应的触摸按键的数量。
18.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，所述方法还包括：
19.当有效触发次数不为零的触摸按键的数量大于最大响应按键数，将所有所述有效触发次数清零；其中，所述最大响应按键数为允许同时响应的触摸按键的数量。
20.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，当被确定为被按下的触摸按键的数量超过最大响应按键数，将所有被确定为被按下的触摸按键的触摸基准值清零；其中，所述最大响应按键数为允许同时响应的触摸按键的数量。
21.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，当满足以下情况之一且持续时间达到第一预设时间，将当前的触摸有效值赋值给所述触摸基准值；
22.情况一：没有触摸按键被按下；
23.情况二：所述第一采样数据、所述第二采样数据和所述第三采样数据中的最大值与最小值之差小于预设噪声阈值；
24.情况三：所述第一采样数据、所述第二采样数据和所述第三采样数据中的最大值与最小值的平均值与当前的触摸基准值之差小于预设噪声阈值的一半。
25.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，还包括：对所述三个互质的采样频率，在预设的范围内，以2％步进幅度进行频率循环调整。
26.第二方面，本发明实施例还提供一种运行控制装置，包括至少一个控制处理器和用于与所述至少一个控制处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个控制处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个控制处理器执行，以使所述至少一个控制处理器能够执行如上第一方面实施例所述的触摸按键的触摸检测方法。
27.第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，包括如上第二方面实施例所述的运行控制装置。
28.第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使计算机执行如上第一方面实施例所述的触摸按键的触摸检测方法。
29.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
30.附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
31.下面结合附图和实施例对本发明进一步地说明；
32.图1是本发明实施例提供的一种触摸按键的触摸检测方法的流程图；
33.图2是本发明另一实施例提供的一种触摸按键的触摸检测方法的流程图；
34.图3是本发明实施例提供的运行控制装置的结构示意图。
具体实施方式
35.本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。
36.在本发明的描述中，如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
37.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
38.本发明实施例提供一种触摸按键的触摸检测方法、运行控制装置及存储介质，能够提高对触摸按键的触摸检测的可靠性。
39.下面结合附图，对本发明实施例作进一步阐述。
40.参照图1，本发明的第一方面实施例提供一种触摸按键的触摸检测方法，包括但不限于步骤s110至步骤s150：
41.步骤s110：采用三个互质的采样频率对触摸按键的触摸数据进行采集，得到第一采样数据、第二采样数据和第三采样数据；
42.步骤s120：从第一采样数据、第二采样数据和第三采样数据中选取出与触摸按键的触摸基准值最接近的一个，作为最接近采样数据；
43.步骤s130：根据最接近采样数据和触摸基准值，计算出触摸按键的触摸有效值；
44.步骤s140：当触摸有效值与触摸按键的预设触发阈值之和小于触摸基准值，触摸按键的有效触发次数加一；当触摸有效值与触摸按键的预设触发阈值之和大于或者等于触摸基准值，有效触发次数清零；有效触发次数的初始值为零；
45.步骤s150：当有效触发次数大于预设触发次数，确定触摸按键被按下。
46.根据本发明实施例提供的触摸按键的触摸检测方法，通过采用三个互质的采样频率对触摸按键的触摸数据进行采集，即使其中一个采样频率收到干扰，其余两个采样频率由于互质，受到的干扰很少甚至不受干扰，可以使得采样的数据更为可靠；将三个采样数据中与触摸基准值的差值最小的作为最接近采样数据，并计算出触摸有效值，在将触摸有效值于触摸基准值进行比较，当触摸有效值与触摸按键的预设触发阈值之和小于触摸基准值，也即触摸有效值与触摸基准值之间的差值大于预设触发阈值，可以初步认定为该触摸按键被按下，触摸按键的有效触发次数加一；最后当有效触发次数大于预设触发次数，满足消抖条件，从而可以确定触摸按键被稳定按下；采用本发明实施例提供的触摸检测方法，能够提高对触摸按键的触摸检测的可靠性。
47.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，触摸有效值采用以下方式计算得出：
48.当
49.当
50.当|d-b|≤2y，e＝d；
51.其中，e为触摸有效值，d为最接近采样数据，b为触摸基准值，y为预设触发阈值。
52.采用上述计算方式计算得出的触摸有效值e，能够更接近触摸基准值b，能够提高使用触摸有效值e进行触摸判断的可靠性。
53.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，方法还包括：
54.当触摸有效值与预设触发阈值之和小于触摸基准值的触摸按键的数量超过所有触摸按键的总数的一半，将所有触摸按键的触摸基准值清零；其中，最大响应按键数小于所有触摸按键的总数的一半，最大响应按键数为允许同时响应的触摸按键的数量。
55.可以理解的是，在最大响应按键数小于所有触摸按键的总数的一半的情况下，触摸有效值与预设触发阈值之和小于触摸基准值的触摸按键的数量超过所有触摸按键的总数的一半，说明此时触摸按键受到了强磁干扰，对所有触摸按键的触摸基准值清零可以提高可靠性。
56.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，方法还包括：
57.当有效触发次数不为零的触摸按键的数量大于最大响应按键数，将所有有效触发次数清零；其中，最大响应按键数为允许同时响应的触摸按键的数量。
58.可以理解的是，有效触发次数不为零的触摸按键的数量大于最大响应按键数，说明当前环境恶劣，将所有有效触发次数清零，可以提高可靠性。
59.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，当被确定为被按下的触摸按键的数量超过最大响应按键数，将所有被确定为被按下的触摸按键的触摸基准值清零；其中，最大响应按键数为允许同时响应的触摸按键的数量。
60.可以理解的是，被确定为被按下的触摸按键的数量超过最大响应按键数，说明此时个别触摸按键受到强脉冲干扰，将所有触摸基准值清零可以提高可靠性。
61.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，当满足以下情况之一且持续时间达到第一预设时间，将当前的触摸有效值赋值给触摸基准值；
62.情况一：没有触摸按键被按下；
63.情况二：第一采样数据、第二采样数据和第三采样数据中的最大值与最小值之差小于预设噪声阈值；
64.情况三：第一采样数据、第二采样数据和第三采样数据中的最大值与最小值的平均值与当前的触摸基准值之差小于预设噪声阈值的一半。
65.在上述的触摸按键的触摸检测方法中，还包括：对三个互质的采样频率，在预设的范围内，以2％步进幅度进行频率循环调整。
66.下面，结合图2，对本发明的一个具体实施例的触摸按键的触摸检测方法作出介绍。
67.触摸按键的触摸检测方法包括数据处理、按键判断、环境判断和基准更新四部分流程。
68.首先是数据处理部分。对于某一个触摸按键而言，采用三个互质的采样频率对触摸按键的触摸数据进行采集，得到第一采样数据d1、第二采样数据d2和第三采样数据d3；然后将d1、d2和d3与该触摸按键的触摸基准值b进行比较，从第一采样数据d1、第二采样数据d2和第三采样数据d3中选取出与触摸按键的触摸基准值b最接近的一个，也即筛选出与触
摸基准值b之差的绝对值最小的采样数据，作为最接近采样数据d；然后根据最接近采样数据d和触摸基准值b，计算出触摸按键的触摸有效值e，具体地，若是最接近采样数据d与触摸基准值b之差的绝对值超过该触摸按键的预设触发阈值y的两倍，则比较d与b，若d大于b，则将d减去d与b之差的二分之一，计算得到触摸有效值e；若d小于b，则将d加上b与d之差的四分之三，计算得出触摸有效值e；若是最接近采样数据d与触摸基准值b之差的绝对值没有超过该触摸按键的预设触发阈值y的两倍，则触摸有效值e等于最接近采样数据d。
69.然后是按键判断部分。将触摸有效值e与触摸基准值b进行比较，若触摸有效值e加上该触摸按键的预设触发阈值y仍小于触摸基准值b，触摸按键的有效触发次数进行一次计数，反之则清零计数；当有效触发次数的计数值超过预设触发次数，确定触摸按键被按下。
70.接着是环境判断部分。若触摸有效值e与预设触发阈值y之和小于触摸基准值b的触摸按键的数量超过所有触摸按键的总数的一半,且最大响应按键数小于所有触摸按键的总数的一半，则认为此时受到强磁干扰，将所有触摸按键的触摸基准值b清零，以提高可靠性；其中，最大响应按键数为允许同时响应的触摸按键的数量；若有效触发次数不为零的触摸按键的数量大于最大响应按键数，则认为当前环境恶劣，将所有有效触发次数清零，提高可靠性；当被确定为被按下的触摸按键的数量超过最大响应按键数，则认为此时个别按键受到强脉冲干扰，将所有被确定为被按下的触摸按键的触摸基准值清零。
71.最后是基准更新部分。基准更新条件一：没有触摸按键被按下；基准更新条件：第一采样数据d1、第二采样数据d2和第三采样数据d3中的最大值与最小值之差小于预设噪声阈值；基准更新条件三：第一采样数据d1、第二采样数据d2和第三采样数据d3中的最大值与最小值的平均值与当前的触摸基准值之差小于预设噪声阈值的一半。当满足上述基准更新条件之一且持续时间达到第一预设时间，则更新触摸基准值b，将当前的触摸有效值e赋值给触摸基准值b。
72.需要说明的是，本发明实施例创新性地引入傅里叶变化的思想对触摸按键的触摸数据进行处理。傅里叶变换是表示能将满足一定条件的某个函数表示成三角函数(正弦和/或余弦函数)或者它们的积分的线性组合。具体操作就是将一个信号曲线分解成若干个正弦曲线，这些正弦的频率代表了原信号曲线的频率变化情况，总的来说就是对原来信号曲线上的不同频率的信号进行分门别类，同一频率下的信号被分到了一个正弦曲线上，这样就有了若干个不同频率的正弦曲线了，而这些正弦曲线中，有些是我们需要的信息，而有些是不需要的信息。通俗来说，就是将时域的信号转换为频域进行处理。
73.具体应用到本实施例中，则是分别以三个互质的采用频率对所有触摸按键进行触摸数据采集，且每个采样周期对频率在界定的范围内循环进行2％步进的微调。触摸正常使用下，把一段时间内的触摸数据从时域转换为频域，即可发现触摸模块受到来自电源纹波，温度变化从而引起寄生电容变化等干扰以随机频点及其倍频点数据异常的形式在频域中体现，其余频点数据则稳定无变化；在触摸进行emc测试时，更能发现规律，由于测试是将一个不断步进1％频率的干扰信号耦合到电源上，所以把一段时间内的触摸数据从时域转换成频域可发现，受到干扰的频点也同步按1％步进变化。所以本实施例以三个互质的采样频率对触摸数据进行采集，首先互质可确保其中一个采样频率受到干扰时，其余两个采样频率由于互质，受到的干扰很少甚至不受干扰，通过数据之间比较，则较为清晰将问题频率采集的数据滤除。其次不断步进2％，可实现抖频的效果，进一步增加触摸采样频率与干扰频
率错位的几率，使得采样的数据更为可靠，抖频同时也能解决触摸模块功率骚扰、空间辐射等问题。另外，对环境干扰进行分析，如强磁干扰，电源抖动干扰，电压暂降干扰，温度冲击干扰等，均进行原理分析、测试、数据整理。例如针对强磁干扰在频域上分析会在个别频段有一个幅值很大的干扰，如果触摸频率刚好处于倍频点，则会导致大部分甚至所有触摸按键变化量异常。综合考虑正常多按键功能，所以若检测到超过一半的触摸按键的变化量超过设定的阈值(即超过一半按键响应)，同时无此按键功能，则可认为此时受到强磁干扰。此时应将触摸基准值清零，按照上述基准更新部分内容重新更新触摸基准值。
74.基准更新需要处于稳定状态下，若环境恶劣或处于干扰情况下，不进行基准更新，基于此基准更新步骤需满足以下条件：1)无触摸按键响应；2)上述触摸按键的三个采样数据中最大值与最小值之差小于设定的噪声阈值；3)上述触摸按键的三个采样数据中最大值与最小值的平均值与当前基准值之差小于噪声值的一半；4)满足上述三个条件下，消抖次数达到设定值，一般为8或10次。条件满足后，即将当前触摸有效值赋给触摸基准值，实现基准更新。
75.可以理解的是：1)触摸按键响应时，触摸基准值与触摸有效值之间存在差值，若此时更新基准值，则差值减少，达不到响应按键的条件，则按键异常；2)对当前单次按键的情况进行判断，若其中某一频段受到干扰，则触摸按键的三个采样数据中差值较大，此时环境不稳定不更新基准；3)将当前时刻的触摸按键的三个采样数据的均值与触摸基准值比较，判断当前环境是否稳定，是否处于急速变化的干扰下；4)以一段时间内的触摸数据判断当前是否处于稳定状态，同时考虑触摸需要适应温度快速变化，电压快速变化，所以时间不能过长，所以一般设定8次消抖满足上述三个条件，则认为此时环境稳定，允许更新触摸基准值，同时直接将当前触摸有效值赋给触摸基准值，可实现快速更新，基准跟随的目的。
76.本发明实施例的具体实现流程：以三个互质的采样频率进行触摸数据采集，将三个采样数据值中与当前触摸基准值差值最小的值作为当前触摸有效值；将当前触摸有效值与触摸基准值进行比较，若两者差值超过设定的触发阈值，则认为当前触摸按键被按下，同时需判断消抖次数是否达到预设值，达到则认为按键稳定按下，响应对应按键；进行环境判断，判断当前环境是否稳定，若检测当前环境异常，则进行相应异常处理；进行基准更新判断，是否需要更新基准值。
77.本发明实施例基于傅里叶变换的思想，利用三个互质的采样频率进行触摸数据采集，屏蔽了绝大部分频段的干扰，再筛选出与触摸基准值最接近的数据作为触摸有效值，这样能在较少的数据样本中，筛选出不受干扰的真实数据。同时本发明实施例通过大量实验测试，对各种复杂干扰环境的数据进行采集，并简化成三种环境模型，并针对性地做了算法处理，可靠性大大提高。
78.参照图3，本发明的第二方面实施例还提供一种运行控制装置300，包括至少一个控制处理器310和用于与至少一个控制处理器310通信连接的存储器320；存储器320存储有可被至少一个控制处理器310执行的指令，指令被至少一个控制处理器310执行，以使至少一个控制处理器310能够执行如上第一方面实施例的触摸按键的触摸检测方法。
79.另外，本发明的第三方面实施例还提供一种电子设备，包括如上第二方面实施例的运行控制装置。
80.另外，本发明的第四方面实施例还提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存
储介质存储有计算机可执行指令，计算机可执行指令用于使计算机执行如上第一方面实施例的触摸按键的触摸检测方法。
81.本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、系统可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。某些物理组件或所有物理组件可以被实施为由处理器，如中央处理器、数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质或非暂时性介质和通信介质或暂时性介质。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于ram、rom、eeprom、闪存或其他存储器技术、cd-rom、数字多功能盘dvd或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
82.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。