基于PIC单片机的触摸按键控制器的制作方法

本实用新型涉及汽车空调领域，尤其是涉及一种基于pic单片机的触摸按键控制器。

背景技术：

现有的空调控制器的功能主要来自于线路板组件中单片机的输入输出，而输入大多来自按键，空调控制器位按键是最常用的器件，老式的机械式按键无论是内部的导电触头还是外部的按键外壳都无法避免机械磨损，当按键不再是传统的机械按键而改为电容式的触摸按键后，如何对按键信号进行采集就成为了主要技术问题。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种空调节能控制器”，其公告号cn211876284u，包括一种空调节能控制器,包括空调控制器机壳,其特征在于,所述空调控制器机壳的固定安装在防尘金属壳的一侧内表面,所述防尘金属壳远离空调控制器机壳的一侧内表面中间位置开设有排线孔,所述空调控制器机壳的上下两端均固定连接有卡板,所述防尘金属壳靠近卡板的两侧内表面均开设有安装腔和卡腔,且安装腔位于卡腔远离空调控制器机壳的一侧,所述卡板位于卡腔的内部,所述安装腔的远离卡腔的一侧内壁通过固定片固定连接有弹簧座,所述弹簧座包括导柱、导套和弹簧,所述弹簧座的靠近卡腔的一端通过连接块固定连接有限位卡柱,所述接块的水平一端固定连接有拉杆,所述空调控制器机壳靠近拉杆的一侧内表面固定安装有显示屏,所述显示屏的下方设有若干个按钮。这种控制器器件数量多且安装复杂，电子参数固定无法更改，涉及到的老式的机械按键易产生机械磨损，后期维护成本较高。

技术实现要素：

本实用新型是为了克服现有技术机械磨损导致的后期维护成本高问题，提供一种基于pic单片机的触摸按键控制器，减少了机械磨损，还减少了绘制pcb时的器件数量，增大了pcb的走线空间，有效的减少外部干扰对pcb内部走线的影响。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于pic单片机的触摸按键控制器，其特征在于，包括pic单片机和控制电路，触摸面板和触摸按键处理芯片，所述触摸面板输出端连接触摸按键处理芯片输入端。

通过pic单片机对触摸按键的容值变化数据进行采集和处理，pic单片机主要是识别当有物体对触摸面板产生局部形变时，按键位置的电容量发生的变化；当形变消失时，电容量恢复初始值。

作为优选，所述控制电路包括传感电极和发送器电极，所述pic单片机的输入端连接传感电极的输出端，所述pic单片机的输出端连接发送器电极的输入端。

当面板接受到仅仅只有触摸时，驱动和信号采集电路不作任何动作，而在按键位置施加一定的压力时，则可以感受到按键位置电容量的变化，当电容量的变化超过一定值时，达到预先设定的压力限值，开关动作；而压力消失时，电容量恢复初始值，开关停止动作。

作为优选，所述控制电路包括寄生电容cp和手指电容cf、传感器总电容cs，寄生电容cp与手指电容cf串联。

作为优选，所述触摸按键处理芯片带有多个触摸按键处理的ic芯片，ic芯片型号为pic16f18876。

作为优选，所述触摸面板包括触摸按键薄膜，所述触摸按键薄膜贴附在触摸面板表面上，每个按键内部设有一个电容。

作为优选，所述触摸按键控制器包括规定时间内触摸状态重新扫描保存基本值进行校准的定时器，所述定时器与pic单片机相连。

因此，本实用新型具有如下有益效果：

1.取消了普通机械按键，减少了机械磨损，节约了由机械磨损导致的后期维护成本；

2.改用触摸按键后，减少了绘制pcb时的器件数量，增大了pcb的走线空间，有效的减少外部干扰对pcb内部走线的影响；

3.通过增加定时器可在无触摸状态时重新扫描保存基准值，对触摸环境更新与校准及时；

4.按键位置施压时才会产生电容量的变化，减小了误触发的可能性，增大了触摸按键功能的可靠性。

附图说明

图1为触摸控制器电路图；

图2为普通按键模型；

图3为触摸按键模型；

图4为mcu内置的ptc电容信号采集图；

图5为触摸传感器电路图；

图6为触摸开关按压前后电容变化图。

图中：1、控制电路2、传感电极3、发送器电极4、触摸面板5、总电容csa、按压阈值b、释放阈值v0、基线信号v1、为当前信号。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

实施例：

本实施例是一种基于pic单片机的触摸按键控制器，如图1所示，其中cp为寄生电容；cf为手指电容；cs为传感器总电容5，显然，1/cs=1/cf+1/cp。

如图2、3所示，普通按键模型与触摸按键模型。

如图4所示，外设触摸控制器不通过任何外部组件，通过mcu内置的ptc进行电容采集到的信号。按键是否被按下，就是信号值与基线值比较，得到的增量和阈值比较，最后结合之前状态来给出按下还是释放的结果。

触摸按键处理ic为microchip的一款专用的qtouch型触摸按键处理ic，该ic是一个带有多个触摸按键处理的ic芯片，ic芯片的型号为pic16f18876汽车级芯片,可通过软件设置调节触摸的灵敏度，方便可靠。

如图5所示，在触摸传感器上作一些特殊结构的设计，并安装在触摸面板4上，当面板接受到仅仅只有触摸时，驱动和信号采集电路不作任何动作，而在按键位置施加一定的压力时，则可以感受到按键位置电容量的变化，当电容量的变化超过一定值时，达到预先设定的压力限值，开关动作；而压力消失时，电容量恢复初始值，开关停止动作。

单片机主要是识别当有物体对触摸面板4产生局部形变，即按键位置发生改变时，按键位置的电容量发生的变化；当形变消失时，电容量恢复初始值。

触摸按键薄膜上每个按键位置相当于一个电容，其本身相当于一个基本电容值当我们用手指按动该位置时其电容值会改变，触摸ic通过检测其容值的改变量与软件中设定的检测值对比来确定是否响应此操作。

但是触摸按键对环境的要求较高，例如温度、湿度、介质等的变化都会影响按键的灵敏度，所以对触摸环境更新与校准就显得尤为重要，这通常需要通过适时更新触摸按键基准。校准其实很简单，采用1个定时器，2秒钟内，这里的时间是可变的，如果没有检测到触摸状态就重新扫描保存基本值。

如图6所示，由于本触摸采用的是自容性感应器，所以当人体触摸它的时候就其本身的电容就会减少。

本实用新型的工作原理是：

当触摸面板上的触摸传感器接收到触摸按键上的输入时；按键位置就会产生电容量的变化，pic识别到局部形变时对触摸按键的容值变化数据进行采集和处理；通过定时器可在无触摸状态时重新扫描保存基准值，对触摸环境更新与校准及时；当触摸面板上没有输入即形变消失时，电容量就会恢复初始值。

上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述实用新型的内容对本实用新型作出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围内。