电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、系统和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、数据传输系统、电容笔和触摸屏。
【背景技术】
[0002]电容笔主要分主动式和被动式两种。被动式电容笔是业界常见的软头粗头笔，当手拿着这个笔时，笔和手导通，代替手指触摸屏幕。这种被动式电容笔引起的电容变化量小，所以要用软头粗头来增大接触面积从而增大电容变化。但是这种笔划到屏幕上手感不好，而且内部没有相应的压力检测电路所以无法测量压力、按键等数据，无法实现笔迹识别等功能。
[0003]主动式电容笔一般内置电池和芯片，利用芯片发送高压信号来激励电容屏(即触摸屏)计算相关坐标，并且可以测出用户使用电容笔时的力量从而实现笔迹识别。但是将压力数值或按键信号传给主机(例如，手机或者平板电脑中的微控制单元MCU)存在一定难度。有的是通过有线的方式，就是笔连出一根线到平板上；有的通过在笔里内置蓝牙或红外等无线发射模块来传递信号；有的是在笔尖发射然后电容屏接收并解析数据然后传给主机，传递时电容屏的发射极TX发送波形，电容笔接收这个波形作为时钟信号，然后电容笔发送相应的信号(例如，二进制代码0或1)，电容屏的接收极RX接收到电容笔发送的这个信号后再解析出数据，然后发送给主机。
[0004]但是，上述将压力数值或按键信号传给主机所采用的方法分别存在以下缺点:(1)有线的方式技术简单但是使用不方便，笔上连着的线会影响使用手感；(2)内置无线模块成本高功耗大而且体积也很难做小；(3)笔尖发射然后电容屏接收的方式成本最低，但是实现难度大。因为电容笔的笔尖很细小，如果发送时钟信号的发射极TX不在笔尖附近，笔尖根本就接收不到。而且电容笔在屏幕上滑动的速度很快，即使刚发送数据时笔尖在一个TX上，当数据发送到一半时笔尖已经滑到其他TX上了，而且与接收的RX也会发生相对位移，使RX接收到的信号不稳定。例如，如果电容笔要发送一个10位精度(1024分辨率)的压力值再加2个按键和校验位，就要达到16位左右的数据。由于电容笔在触摸屏上滑动的速度很快，数据位越多，传输数据所需要的时间就越长，那么电容笔在屏上的位移可能越大，RX接收到的数据出错率越高，从而影响用户的使用感受。
【发明内容】
[0005]本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，电容笔生成第一激励信号时，采用多进制(如，三进制、五进制)进行编码，减少了数据传输的时间，提高了数据传输精度，从而提升了用户体验。
[0006]本发明的第二个目的在于提出一种数据传输系统。
[0007]本发明的第三个目的在于提出一种电容笔。
[0008]本发明的第四个目的在于提出一种触摸屏。
[0009]为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，包括以下步骤:电容笔获取待传输数据；所述电容笔根据所述待传输数据和触摸屏中接收极的接收时序生成第一激励信号；以及所述电容笔发射所述第一激励信号，以使所述接收极根据所述接收时序对所述第一激励信号进行解码以获取所述待传输数据。
[0010]根据本发明实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，电容笔获取待传输数据，电容笔根据待传输数据和触摸屏中接收极的接收时序生成第一激励信号并发射，以使接收极根据接收时序对第一激励信号进行解码以获取待传输数据，电容笔生成第一激励信号时，采用多进制(如，三进制、五进制)进行编码，减少了数据传输的时间，提高了数据传输精度，从而提升了用户体验。
[0011]为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的数据传输系统，包括:电容笔和触摸屏，其中，所述电容笔，用于获取待传输数据，并根据所述待传输数据和所述触摸屏中接收极的接收时序生成第一激励信号，以及发射所述第一激励信号；所述触摸屏，用于接收所述第一激励信号，并根据所述接收时序对所述第一激励信号进行解码以获取所述待传输数据。
[0012]根据本发明实施例的数据传输系统，电容笔用于获取待传输数据并根据待传输数据和触摸屏中接收极的接收时序生成第一激励信号并发射，触摸屏用于接收第一激励信号，并根据接收时序对第一激励信号进行解码以获取待传输数据，电容笔生成第一激励信号时，采用多进制(如，三进制、五进制)进行编码，减少了数据传输的时间，提高了数据传输精度，从而提升了用户体验。
[0013]为了实现上述目的，本发明第三方面实施例的电容笔，包括:获取模块，用于获取待传输数据；生成模块，用于根据所述待传输数据和触摸屏中接收极的接收时序生成第一激励信号；以及传输模块，用于发射所述第一激励信号。
[0014]根据本发明实施例的电容笔，通过获取模块获取待传输数据，生成模块根据待传输数据和触摸屏中接收极的接收时序生成第一激励信号，传输模块则发射第一激励信号，生成模块生成第一激励信号时，采用多进制(如，三进制、五进制)进行编码，减少了数据传输的时间，提高了数据传输精度，从而提升了用户体验。
[0015]为了实现上述目的，本发明第四方面实施例的触摸屏，包括:发射极；接收极，用于接收电容笔发射的第一激励信号；解码模块，用于根据所述接收极的接收时序对所述第一激励信号进行解码以获取待传输数据。
[0016]根据本发明实施例的触摸屏，接收极接收电容笔发射的第一激励信号，解码模块则根据接收极的接收时序对第一激励信号进行解码以获取待传输数据，其中，电容笔发射的第一激励信号采用多进制(如，三进制、五进制)进行编码，解码模块则通过检测耦合电容的电荷量对第一激励信号进行解码，以获取待传输数据，减少了数据传输的时间，提高了数据传输精度，从而提升了用户体验。
【附图说明】
[0017]图1是根据本发明一个实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法的流程图；
[0018]图2是根据本发明一个实施例的电容笔在触摸屏上滑动的示意图；
[0019]图3是根据本发明一个实施例的触摸屏与电容笔的电容耦合关系的示意图；
[0020]图4是根据本发明一个实施例的电容笔与触摸屏通过三进制编码传输数据的波形示意图；
[0021]图5是根据本发明一个实施例的电容笔与触摸屏通过五进制编码传输数据的波形示意图；
[0022]图6是相关技术中的电容笔发送二进制波形的示意图；
[0023]图7是根据本发明一个实施例的一个5位5进制数据的波形的示意图；
[0024]图8是根据本发明一个实施例的数据传输系统的结构示意图；
[0025]图9是根据本发明一个实施例的电容笔的结构示意图；
[0026]图10是根据本发明一个实施例的触摸屏的结构示意图。
【具体实施方式】
[0027]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0028]本发明提出了一种电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、数据传输系统、电容笔和触摸屏。下面参考附图描述根据本发明实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、数据传输系统、电容笔和触摸屏。
[0029]图1是根据本发明一个实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，包括以下步骤:
[0030]S101，电容笔获取待传输数据。
[0031]具体地，电容笔根据用户对笔尖的操作获取待传输数据。如图2所示为电容笔在触摸屏上滑动的示意图。
[0032]S102,电容笔根据待传输数据和触摸屏中接收极的接收时序生成第一激励信号。
[0033]在本发明的一个实施例中，在电容笔生成第一激励信号之前，触摸屏的发射极发射第二激励信号，电容笔根据待传输数据和触摸屏中接收极的接收时序生成第一激励信号具体包括:电容笔根据第二激励信号、待传输数据和触摸屏中接收极的接收时序生成第一激励信号。
[0034]在本发明的一个实施例中，第二激励信号的时序与接收时序相同。即当触摸屏的发射极TX发射第二激励信号时，接收极RX的接收时序是同步的。
[0035]具体地，下面首先介绍一下相关技术中的互电容屏(即触摸屏)的检测方法。当手指或电容笔放在触摸屏上时，触摸屏与手指或电容笔的电容耦合关系如图3所示。电容笔放在触摸屏上时，电容笔就和触摸屏上的发射极TX和接收极RX形成耦合关系，如图3所示。触摸屏的TX发送的波形通过C1对RX产生激励，通过C3对电容笔产生激励，电容笔发送的信号则通过C2耦合到RX。当TX发射激励波形时，内部RX的接收时序是同步的。当TX激励发送上升沿时，RX时序为正激励，此时RX会把C1的变化量正向检测，电荷量为Cl*Vtx(其中，Vtx是一个定值，为触摸屏发射的激励电压)；iTX激励发送下降沿时，RX时序为负激励，负激励就是反向激励，因为上升沿和下降沿刚好相反，如果是正激励，电荷量就是_Cl*Vtx，和刚才正激励时的电荷量Cl*Vtx相加结果为0，测不出来，如果是负激励，电荷量就是_(_Cl*Vtx)，即Cl*Vtx，最后检测的结果就是让两次激励的变化量进行累加，电荷量为2*Cl*Vtx。这样提高了变化量和信噪比。
[0036]在本发明的一个实施例中，电容笔与触摸屏通过三进制编码传输数据，其中，当电容笔在接收到第二激励信号的激励脉冲之后不产生激励时，电容笔向触摸屏传输的数据为0 ;当电容笔在接收到第二激励信号的激励脉冲之后产生与第二激励信号同向激励时，电容笔向触摸屏传输的数据为+1 ;以及当电容笔在接收到第二激励信号的激励脉冲之后产生与第二激励信号反向激励时，电容笔向触摸屏传输的数据为-1。
[0037]具体地，当电容笔在接收到TX发射的第二激励信号的激励脉冲之后不产生激励时，即一直保持高电平或者低电平，那么在第二激励信号的上升沿和下降沿都只有C1充电，C2不充电，那么触摸屏的接收极RX检测到的电荷量为2*Cl*Vtx(其中，Vtx是一个定值，即第二激励信号的值);当电容笔在接收到TX发射的第二激励信号的激励脉冲之后产生同向激励时(电容笔产生与第二激励信号同向激励的意思是:TX发送上升沿时电容笔也发送上升沿，且TX发送下降沿时电容笔也发送下降沿，即电容笔产生的激励的相位与第二激励信号的激励脉冲的相位是同向的)，当TX发送上升沿时电容笔也发送上升沿，C1和C2都充电，那么在上升沿RX检测到的同向激励的电荷量大小就是Cl*Vtx+C2*Vpen(其中，Vpen为电容笔发射的信号的电压值)，当TX发送下降沿时电容笔也发送下降沿，RX检测到的电荷量也同样是Cl*Vtx+C2*Vpen，那么最后RX检测的结果就是2*Cl*Vtx+2*C2*Vpen ；当电容笔在接收到TX发射的第二激励信号的激励脉冲之后产生反向激励时(电容笔产生与第二激励信号反向激励的意思是:TX发送上升沿时电容笔发送下降沿，且ΤΧ发送下降沿时电容笔发送上升沿，即电容笔产生的激励的相位与第二激励信号的激励脉冲的相位是反向的)，当ΤΧ发送上升沿时电容笔发送下降沿时，这时RX检测到的电荷量为Cl*Vtx-C2*Vpen，当TX发送下降沿时电容笔发送上升沿时，这时检测到的电荷量也为Cl*Vtx-C2*Vpen，两次检测累加的结果就是 2*Cl*Vtx-2*C2*Vpen。