专利名称：一种降低触摸控制电路功耗的技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种应用于触摸电路的控制技术，具体地说是一种降低触摸控 制电路功耗的技术。
技术背景触摸控制电路主要用于人体触摸按键、触摸检测和触摸开关等。触目控制电路在便携式设备上(如Mp3/MP4、手机等)已经得到了非常广泛的应用。便 携式设备对功耗的要求是非常高的。传统的触摸控制电路，虽然也考虑了低功 耗设计，如采用间隙振荡的方式、降低振荡频率等方法，但其实质上由于振荡 电路还是在不断工作，所以还是有相对较大的功耗。 发明内容本发明的目的在于寻求一种降低触摸控制电路功耗的技术，利用CMOS D 触发器及反相器，使电路形式简单而可靠，无论是电路板还是内部芯片都很容 易实现。按照本发明提供的技术方案，D触发器U2A的输入端D与电源VCC连接， D触发器U2A的置位端S接零电位；D触发器U2A的复位端R与数字信号处 理电路的输出端C连接，由数字信号处理电路为D触发器U2A提供复位信号； D触发器U2A的时钟端CLK与反相器Ul的输出端B连接，由反相器Ul为D 触发器U2A提供触发信号；D触发器U2A的输出端Q与数字信号处理电路的 时钟使能端CLK一ENABLE连接，由D触发器U2A为后级的数字信号处理电路 提供时钟使能信号；反相器U1的输入端A连接到电阻R1、 R2的分压点，电阻 Rl、 R2由电源串联到零电位。当人体触摸到反相器Ul的输入端A时，会在反相器Ul的输入端A产生一 个到零电位的触摸电容Ct;当人体离开反相器U1的输入端A时，触摸电容Ct 消失。调节电阻R1至电阻R1大于电阻R2，使得反相器U1的输入端A的电压大 于1/2的电源电压，这时反相器U1的输出端B为低电平，同时反相器U1的工 作点在翻转电平附近。当反相器U1的输入端A没有人体触摸时，触摸电容Ct不存在，这时反相 器Ul的输出端B是低电平，数字信号处理电路的时钟使能端CLK_ENABLE是 低电平；这里的CLK—ENABLE信号就是数字信号处理电路的时#使能信号； 当CLK一ENABLE信号为低电平时，数字信号处理电路的时钟都禁止了，数字 信号处返电路处于节电模式。当反相器U1的输入端A有人体接触时，触摸电容Ct存在，由于触摸电容 Ct在开始时刻没有电压，所以反相器U1的输入端A会有短暂的低电平，然后 电源VCC会通过电阻R2对触摸电容Ct充电，使得反相器U1的输入端A点的
电压逐步升高，直到恢复原来的电阻分压值；此时反相器U1的输出端B会产生 一个正脉冲，其脉宽时间为112*(^;这个正脉冲使D触发器U2A触发一次，使得D触发器U2A的输出端 CLK—ENABLE由低电平变为高电平，数字信号处理电路的时钟使能有效，数字 信号&理电路在有时钟的情况下正常工作。本发明所采用的电路能够使得整个电路系统，在电路有人体触摸时，内部 时钟正常工作，当电路的人体触摸消失时，经过一定延时后，所有的内部时钟 全部停止工作，于是整个电路处于极低功耗的休眠状态。通常触摸控制电路的 触摸时间都是非常短暂的，这样就达到了整个系统的节电效果。本电路结构简 单，易于集成到芯片中去，具有很好的实用价值。本发明可以应用于便携式设 备、笔记本电脑、手机等。由于便携式设备对功耗要求很高，在使用本发明的 电路后，可大大降低触摸控制电路的功耗，有利于增加待机时间。此外，本发 明的电路简单可靠、成本低、。
图1为本发明的电路图。图2是本发明的工作过程示意图。
具体实施方式
如图所示，D触发器U2A的输入端D与电源VCC连接，D触发器U2A的 置位端S接零电位；D触发器U2A的复位端R与数字信号处理电路的输出端C 连接，由数字信号处理电路为D触发器U2A提供复位信号；D触发器U2A的 时钟端CLK与反相器Ul的输出端B连接，由反相器Ul为D触发器U2A提供 触发信号；D触发器U2A的输出端Q与数字信号处理电路的时钟使能端 CLK—ENABLE连接，由D触发器U2A为后级的数字信号处理电路提供时钟使 能信号；反相器U1的输入端A连接到电阻R1、 R2的分压点，电阻R1、 R2由 电源串联到零电位。图1中的Ct是人体触摸电容，在人体触摸反相器U1的输入端A点时，会 产生较大的电容， 一般可达到几十pF;当人体离开反相器U1的输入端A点时， 该电容Ct消失，Ct只有一些寄生电容，可以忽略不计。Rl、 R2是一对高阻值的电阻， 一般应达到3Mohm以上，并且调节Rl略 大于R2，使得A点的电压大于1/2VCC，反相器U1的输出为低电平，同时反 相器的工作点应该在翻转电平附近。平时，当反相输入端没有人体触摸时，Ct不存在，反向器的输出应该是高 电平，电路U2A (D触发器)的输出应该是低电平。该信号就是整个系统的时钟 使能信号，低电平时，整个系统的时钟都禁止了，系统处于节电模式。当反相器输入端有人体接触时，相当于Ct存在了，由于Ct端开始时刻是没 有电的，所以A点会有短暂的低电平，然后VCC会通过R2对Ct充电，使得反 相器输入端A点的电压逐步升高，直到恢复原来的稳定。此时反相器的输出端 B就会产生一个负脉冲，其脉宽时间大约为R2fCt。这个脉冲足以使D触发器U2A触发一次，使得其输出端CLK_ENABLE变
高，整个系统的时钟使能有效，系统就在有时钟的情况下正常工作，它可以去 检测人体触摸的具体细节。由于整个系统有时钟，所以它是很容易辨别人体触摸是否存在的。而当人 体触摸去掉后，触摸检测系统可以方便地检测到(这里不做描述)，它可以在适当延时后，产生一个复位脉冲信号送到D触发器U2A的复位端(图中C端)， 使得时钟使能CLK一ENABLE又变为低电平，整个电路又处于无时钟的节电模 式。图2是电路的工作波形图，图中，在时刻Tl之前没有人体触摸，从时刻 Tl开始为人体触摸状态，到时刻T2时人体触摸过程结束。它能够使得B点产 生一个负脉冲，触发D触发器的输出端产生高电平，从而使整个触摸检测电路 工作。触摸检测电路一旦发现触摸消失，便经过一定的延迟后，在时刻T3送一 个复位脉冲到C端，使得CLK—ENABLE又恢复低电平，整个电路又进入没有 时钟的休眠状态。
权利要求
1、一种降低触摸控制电路功耗的技术，其特征是D触发器(U2A)的输入端(D)与电源(VCC)连接，D触发器(U2A)的置位端(S)接零电位；D触发器(U2A)的复位端(R)与数字信号处理电路的输出端(C)连接，由数字信号处理电路为D触发器(U2A)提供复位信号；D触发器(U2A)的时钟端(CLK)与反相器(U1)的输出端(B)连接，由反相器(U1)为D触发器(U2A)提供触发信号；D触发器(U2A)的输出端(Q)与数字信号处理电路的时钟使能端(CLK_ENABLE)连接，由D触发器(U2A)为后级的数字信号处理电路提供时钟使能信号；反相器(U1)的输入端(A)连接到电阻(R1、R2)的分压点，电阻(R1、R2)由电源串联到零电位。
2、 如权利要求l所述降低触摸控制电路功耗的技术，其特征是当人体触 摸到反相器(Ul)的输入端(A)时，会在反相器(Ul)的输入端(A)产生一 个到零电位的触摸电容(Ct);当人体离开反相器(Ul)的输入端(A)时，触 摸电容(ct)消失。
3、 如权利要求1所述降低触摸控制电路功耗的技术，其特征是调节电阻(Rl)，至电阻(Rl)的阻值大于电阻(R2)，使得反相器(Ul)的输入端(A) 的电压大于l/2的电源电压，这时反相器(Ul)的输出端(B)为低电平，同时 反相器(Ul)的工作点在翻转电平附近。
4、 如权利要求l所述降低触摸控制电路功耗的技术，其特征是当反相器 (U1)的输入端(A)没有人体触摸时，触摸电容(Ct)不存在，这时反相器(U1)的输出端(B)是低电平，数字信号处理电路的时钟使能端(CLK_ENABLE) 是低电平；这里的CLK一ENABLE信号就是数字信号处理电路的时^H吏能信号； 当CLK—ENABLE信号为低电平时，数字信号处理电路的时钟都禁止了，数字 信号处运电路处于节电模式。
5、 如权利要求1所述降低触摸控制电路功耗的技术，其特征是当反相器 (Ul)的输入端(A)有人体接触时，触摸电容(Ct)存在，由于触摸电容(Ct)在开始时刻没有电压，所以反相器(Ul)的输入端(A)会有短暂的低电平， 然后电源(VCC)会通过电阻(R2)对触摸电容(Ct)充电，使得反相器(Ul) 的输入端(A)点的电压逐步升高，直到恢复原来的电阻分压值；此时反相器(U1) 的输出端(B)会产生一个正脉冲，其脉宽时间为(R2*Ct);这个正脉冲使D触发器(U2A)触发一次，使得D触发器(U2A)的输出 端(CLK—ENABLE)由低电平变为高电平，数字信号处理电路的时钟使能有效， 数字信号lib理电路在有时钟的情况下正常工作。
全文摘要
本发明涉及一种应用于触摸电路的控制技术，具体地说是一种降低触摸控制电路功耗的技术。按照本发明提供的技术方案，D触发器U2A的输入端D与电源VCC连接，D触发器U2A的置位端S接零电位；D触发器U2A的复位端R与数字信号处理电路的输出端C连接，由数字信号处理电路为D触发器U2A提供复位信号；D触发器U2A的时钟端CLK与反相器U1的输出端B连接，由反相器U1为D触发器U2A提供触发信号；D触发器U2A的输出端Q与数字信号处理电路的时钟使能端CLK_ENABLE连接，由D触发器U2A为后级的数字信号处理电路提供时钟使能信号。本发明利用CMOSD触发器及反相器，使电路形式简单而可靠，无论是电路板还是内部芯片都很容易实现。
文档编号H03K17/94GK101150310SQ200710134880
公开日2008年3月26日 申请日期2007年10月23日 优先权日2007年10月23日
发明者伟 唐 申请人:无锡汉柏信息技术有限公司