[0105]S310:判断矩形波信号的脉宽是否大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值，其中，第一阈值小于第二阈值。
[0106]若判定为是，则执行步骤S320:判定为有效矩形波信号。
[0107]该方法设有两个阈值，第一阈值Tl和第二阈值T2，其中，T1〈T2。微控制器接收该矩形波脉冲信号，并判断矩形波信号的脉宽?Υ是否满足条件:T1 ( Tl^ T2，若满足，则判定该矩形波信号为有效矩形波信号，该矩形波对应的当次按键为有效按键，视为人为主动的按键操作。若矩形波信号的脉宽?Υ不满足该条件，则判定该矩形波信号为无效矩形波信号，该矩形波对应的当次按键为无效按键，视为非正常按键产生干扰信号，例如，为抖动产生的按压而产生的信号或按键面板受到暴雨冲刷、阵强风吹、人为无意敲击产品、重型设备移动工作或爆破时带来的地面振动等因素产生的按压而产生的信号，微控制器输出与有效矩形波信号对应按键的键值。
[0108]上述基于压电效应的按键输入方法，通过判断矩形波的脉宽是否满足预设条件来判断矩形波信号是否为有效矩形波，矩形波的脉宽反应的是按键被按压的时长。
[0109]在另一种实施方式中，请参阅图11，在步骤S320之后，还包括:
[0110]S330:判断在预定时间内是否有连续的有效矩形波信号。
[0111]若否，则执行步骤S400:输出与有效矩形波信号对应按键的键值。
[0112]若是，则执行步骤S340:判断连续有效矩形波之间的时间间隔是否大于或等于第三阈值。
[0113]若步骤S340判定为是，则执行步骤S410:输出与连续有效矩形波信号对应按键的键值。
[0114]若S340判定为否，则执行步骤420:输出前一个有效矩形波信号对应按键的键值。
[0115]该方法还设有第三阈值T3，当在预定时间内判断有连续的有效矩形波信号时，再判断连续有效矩形波之间的时间间隔Th是否满足条件:TH> T3，若是，则连续有效矩形波信号对应的按键都为有效按键，视为人为主动按下的多次按键操作，输出与连续有效矩形波信号对应按键的键值。
[0116]若连续有效矩形波之间的时间间隔Th不满足条件:TH> T3，则判定前一个有效矩形波信号对应的按键为有效按键，后一个有效矩形波信号对应的按键为无效按键，输出有前一个有效矩形波信号对应按键的键值。
[0117]上述的基于压电效应的按键输入方法，通过设定TH彡T3这个条件，只有连续有效矩形波信号的时间间隔满足该条件，即，连续有效按键的时间间隔满足该条件时，才输出连续有效矩形波对应按键的键值。从而能够降低连续按键时误触发的机率，并可间接的提高触摸按压力度和响应灵敏度。
[0118]上述的基于压电效应的按键输入方法，是通过将施加在按键盘面板表面上的按压力度，通过面板的形变将力传递给压电材料，由压电材料将该力度信号转换为波形不规则的弱电压脉冲信号，再通过相应电路和微控制器法实现触摸按键功能。能触发的关键因素只在于是否通过按键面板的瞬间变形度使压电材料被施加力度，根据这个特性，该按键输入装置不怕EMC方面的环境电磁干扰和具有磁性或强幅射源器件的干扰，任何物体触碰按键施加力度足够都可以触发按键响应，面板可以采用全封闭的面板，因而不会由于附在按键表面的水、各类油污、液态物体而导致按键原有功能错乱或失效。
[0119]以上所述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。
[0120]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发明专利范围的限制。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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1.一种基于压电效应的按键输入装置，其特征在于，包括按键、电压比较器和微控制器，所述按键下设置有压电材料，所述电压比较器的第一输入端与所述压电材料连接，第二输入端输入参考电压，输出端与微控制器的输入端连接； 所述压电材料在外力按压按键时产生第一电压； 所述电压比较器比较所述第一电压和参考电压的大小，并根据比较结果输出矩形波信号; 所述微控制器在判定所述矩形波信号为有效矩形波信号时输出与有效矩形波信号对应按键的键值。
2.根据权利要求1所述的基于压电效应的按键输入装置，其特征在于，所述微控制器包括: 第一判断模块，用于判断所述矩形波信号的脉宽是否大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值；所述第一阈值小于或等于第二阈值； 处理模块，用于在所述第一判断模块的判定结果为是时，判定所述矩形波信号为有效矩形波信号； 输出模块，用于输出与有效矩形波信号对应按键的键值。
3.根据权利要求2所述的基于压电效应的按键输入装置，其特征在于，所述微控制器还包括第二判断模块和第三判断模块， 所述第二判断模块，用于判断在预定时间内是否有连续的有效矩形波信号； 所述第三判断模块，用于在所述第二判断模块的判定结果为是时，判断连续有效矩形波之间的时间间隔是否大于或等于第三阈值； 所述输出模块，还用于在所述第三判断模块的判定结果为是时，输出与连续有效矩形波信号对应按键的键值。
4.根据权利要求3所述的基于压电效应的按键输入装置，其特征在于，所述输出模块，还用于在所述第三判断模块的判定结果为否时，输出前一个有效矩形波信号对应按键的键值。
5.根据权利要求1所述的基于压电效应的按键输入装置，其特征在于，所述电压比较器的输出端连接上拉电阻，所述电压比较器第一输入端为同相输入端，第二输入端为反相输入端，所述电压比较器在第一电压大于参考电压时输出高电平，在第一电压小于参考电压时输出低电平。
6.根据权利要求5所述的基于压电效应的按键输入装置，其特征在于，所述压电材料分别连接第一电容的一端、第一电阻的一端以及电压比较器的同相输入端，所述第一电容的另一端和第一电阻的另一端接地。
7.根据权利要求5所述的基于压电效应的按键输入装置，其特征在于，还包括参考电压设定电路，所述电压比较器的第二输入端连接参考电压设定电路，所述参考电压设定电路包括第二电阻、第三电阻和第二电容，所述电压比较器的反相输入端分别连接第二电容、第二电阻和第三电阻的一端，所述第二电阻的另一端连接电源，所述第三电阻和所述第二电容的另一端接地。
8.一种基于压电效应的按键输入方法，包括: 压电材料在外力按压按键时产生第一电压； 将所述第一电压与参考电压进行比较并根据比较结果输出矩形波信号； 判断矩形波信号是否为有效矩形波信号； 若是，则输出与有效矩形波信号对应按键的键值。
9.根据权利要求8所述的基于压电效应的按键输入方法，其特征在于，所述判断矩形波信号是否为有效矩形波信号的步骤为: 判断所述矩形波信号的脉宽是否大于或等于第一阈值且小于或等于第二阈值，所述第一阈值小于所述第二阈值； 若是，则判定为有效矩形波信号。
10.根据权利要求9所述的基于压电效应的按键输入方法，其特征在于，在判定为有效矩形波信号的步骤之后，还包括: 判断在预定时间内是否有连续的有效矩形波信号； 若是，则判断连续有效矩形波之间的时间间隔是否大于或等于第三阈值； 若是，则输出与连续有效矩形波信号对应按键的键值。
【专利摘要】本发明涉及一种基于压电效应的按键输入装置和方法，该装置包括：按键、电压比较器和微控制器，按键下设置有压电材料，电压比较器的第一输入端与所述压电材料连接，第二输入端输入参考电压，输出端与微控制器的输入端连接，压电材料在外力按压按键时产生第一电压，电压比较器比较第一电压和参考电压的大小，并根据比较结果输出矩形波信号，微控制器在判定矩形波为有效矩形波时，输出有效矩形波信号对应按键的键值。该按键输入装置通过利用压电材料的压电效应，采用压力形变变化量的检测方式实现按键功能，通过微控制器对脉冲信号是否为有效信号进行判断，能够滤除各种抖动干扰和环境震动干扰，从而实现按键的精确输入。
【IPC分类】H03K17-96
【公开号】CN104821813
【申请号】CN201510266621
【发明人】李喜民, 张瑞斌, 廖杰
【申请人】广东安居宝数码科技股份有限公司
【公开日】2015年8月5日
【申请日】2015年5月21日