一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，包括：方波发生单元、RC滤波单元、触摸感应与数码管驱动复用单元、第一数据选择器、第二数据选择器以及信号整形单元；方波发生单元的输出端与RC滤波单元的第一端相连；RC滤波单元的第二端经第一数据选择器连接至摸感应与数码管驱动复用单元；RC滤波单元的第三端经第二数据选择器连接至信号整形单元；信号整形单元还与方波发生单元相连。本实用新型所提出的电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，解决现有电容触摸按键和数码管同时使用条件下的器件引脚多，控制繁琐，成本高的缺点，简化电路，提高应用的便利性，实现了触摸按键的可靠感应与数码管驱动的复用。
【专利说明】
一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路。
【背景技术】
[0002]目前，八段LED(发光二极管)数码管(以下文中简称为:数码管)广泛应用于机顶盒、电磁炉等小型家用电器以及工业、医疗等领域。此类数码管的显示驱动大多采用数码管的段、位直接驱动技术。同时，电容式触摸感应按键采用非直接接触技术，相对于传统的直接接触按键而言，使用寿命长，用户体验好，且可靠性不会随着时间的增加而降低。目前广泛应用于家用电器以及各工业、医疗等领域。
[0003]在采用电容式触摸感应按键和数码管同时应用的领域，目前市面上的产品都采用如下几种方案实现:(I)触摸部分和显示驱动部分采用不同芯片实现。(2)触摸部分和显示驱动部分采用同一芯片实现，但是触摸按键引脚和数码管驱动引脚采用不同的管脚。(3)触摸部分和显示驱动部分采用同一芯片实现，触摸引脚和数码管引脚采用相同引脚，但是无法同时使用驱动数码管功能和触摸功能，即是该管脚在电路中作为触摸按键时无法外接数码管，否则影响触摸功能。当作为数码管控制时，无法接触摸焊盘，否则触摸功能无法使用并且还需要通过软件设置该管脚的功能，即触摸焊盘和数码管无法同时连接到一个引脚上，上述方案成本高，控制繁琐。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，以克服现有技术中存在的缺陷。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的技术方案是:一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，包括:方波发生单元、RC滤波单元、触摸感应与数码管驱动复用单元、第一数据选择器、第二数据选择器以及信号整形单元;所述方波发生单元的输出端与所述RC滤波单元的第一端相连;所述RC滤波单元的第二端经所述第一数据选择器连接至所述摸感应与数码管驱动复用单元;所述RC滤波单元的第三端经所述第二数据选择器连接至所述信号整形单元;所述信号整形单元还与所述方波发生单元相连。
[0006]在本实用新型一实施例中，所述方波发生单元包括一高频方波发生器。
[0007]在本实用新型一实施例中，所述第一数据选择器还与一低频控制信号发生器相连。
[0008]在本实用新型一实施例中，所述RC滤波单元包括依次连接的第一非门、第一电阻、第二电阻以及第二非门；所述第一非门的一端作为所述RC滤波单元的第一端，所述第一电阻与所述第二电阻的连接端作为所述RC滤波单元的第二端，所述第二非门的一端作为所述RC滤波单元的第三端。
[0009]在本实用新型一实施例中，所述触摸感应与数码管驱动复用单元包括一电容式触摸感应焊盘以及一数码管;所述数码管的一端经一第三电阻与所述电容式触摸感应焊盘相连，并与所述第一数据选择器相连;所述数码管的另一端接地。
[0010]在本实用新型一实施例中，所述信号整形单元包括依次相连的异或门、第三非门以及第四非门；所述异或门的一端与所述第二数据选择器相连;所述方波发生单元的输出端经第五非门以及第六非门连接至所述异或门的另一端。
[0011]相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果:本实用新型主要针对需要同时使用数码管和电容触摸按键的应用领域，针对实际需求，结合应用环境，引入电容触摸按键与数码管复用电路，解决现有电容触摸按键和数码管同时使用条件下的器件引脚多，控制繁琐，成本高的缺点，简化电路，提高应用的便利性，实现了触摸按键的可靠感应与数码管驱动的复用。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路的电路原理图。
[0013]图2是本实用新型一本实施例中两路电容式触摸感应与数码管驱动复用电路连接示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图，对本实用新型的技术方案进行具体说明。
[0015]本实用新型提供一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，如图1所示，包括:方波发生单元、RC滤波单元1、触摸感应与数码管驱动复用单元2、用于通路选择的第一数据选择器、用于通路选择的第二数据选择器以及信号整形单元3;方波发生单元的输出端与RC滤波单元的第一端相连;RC滤波单元的第二端经第一数据选择器连接至摸感应与数码管驱动复用单元;RC滤波单元的第三端经第二数据选择器连接至信号整形单元;信号整形单元还与方波发生单元相连。
[0016]在本实施例中，方波发生单元包括一高频方波发生器。
[0017]在本实施例中，第一数据选择器还与一低频控制信号发生器相连。如图2所示，数据选择器selA与selB分别与低频控制信号发生器相连。
[0018]在本实施例中，第一数据选择器采用二选一数据选择器，且根据所需触摸按键数的不同，选用不同数据选择器，4个触摸键选用四选一数据选择器，8个触摸键选择八选一数据选择器。数据选择器selA、selB、selC分别连接至同一控制器的不同控制端，且分别对应产生控制信号ctrA、ctrB以及ctrC。
[0019]在本实施例中，如图2所示，RC滤波单元I包括依次连接的第一非门、第一电阻、第二电阻以及第二非门；第一非门的一端作为RC滤波单元的第一端，第一电阻与第二电阻的连接端作为RC滤波单元的第二端，第二非门的一端作为RC滤波单元的第三端。如图2所示，第一路复用电路中的RC滤波单元以及第二路复用电路中的RC滤波单元的第一端分别与高频方波发生器相连，第二端分别与复用单元相连，第三端分别与第二数据选择器，也即数据选择器selC相连。
[0020]在本实施例中，触摸感应与数码管驱动复用单元包括一电容式触摸感应焊盘以及一数码管4;数码管的一端经一第三电阻与电容式触摸感应焊盘相连，并与第一数据选择器相连;数码管的另一端接地。如图2所示，数据选择器selA与selB分别对应与电容式触摸感应焊盘以及数码管相连。
[0021]在本实施例中，信号整形单元包括依次相连的异或门、第三非门以及第四非门；异或门的一端与第二数据选择器相连，也即与数据选择器selC相连;方波发生单元的输出端经第五非门以及第六非门连接至异或门的另一端。较佳地，第四非门为最终的输出，得到一相位(占空比)随电容变化而变化的方波，输出给外接的控制器进行处理。
[0022]在本实施例中，根据实际应用环境的不同，选择不同频率的高频方波。首先针对目前家电，安防，医疗等如前文所述的应用领域在10Mhz-20Mhz都可以。其次，针对不同的焊盘大小，介质等因素，进行微调方波的频率，可以获得更好的稳定性和可靠性。方波通过图2中的RC滤波单元I，对外接触摸焊盘进行充放电，该外接触摸焊盘等效于一个电容。此时复用单元2中的电阻R和数码管组成一个RC滤波电路，数码管也具有其本身的等效电容，通过具体计算R的阻值，使得该部分电路对输入的方波等效于断路;那么方波只受到外接触摸焊盘的影响。当需要点亮数码管时候，通过数据选择器选择相应的信号通过，在本实施中，点亮数码管的信号为直流或者是低频的方波，与其并联的触摸焊盘不会影响到数码管的驱动，如点亮或是熄灭。根据数码管的固有电容和触摸焊盘的电容值不同，利用高频方波对触摸电容充放电进而通过RC滤波电路产生带通效果，控制数码管的信号为低频或者是直流，通过复用单元2中的RC(C是数码管的等效电容)滤波器的方式进行信号隔离，使得用于触摸感应的高频方波和用于数码管控制的低频方波相互隔离，实现两者的复用。
[0023]在本实施例中，采用集成电路工艺进行芯片设计，上述全部器件都可全部集成于芯片中实现，外围无需其他配套电路，片外只留下触摸焊盘，限流电阻和数码管，如图2中的复用单元2所示。相对于其他现有方案有两个优势:(I)相对于现有触摸按键和数码管控制分开不同引脚控制的方案，减少了系统引脚，简化电路，降低成本。(2)相对于现有的通过软件实现触摸按键和数码管控制复用引脚控制的方案，该方案中一个引脚可以通过软件设置为触摸按键或者是数码管控制功能，电路确定后无法更改功能，即是该引脚上要么接触摸焊盘要么接数码管，无法两者同时接在这个引脚上，降低了实现难度，实现真正的“复用”功會K。
[0024]以上是本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型技术方案所作的改变，所产生的功能作用未超出本实用新型技术方案的范围时，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，其特征在于，包括:方波发生单元、RC滤波单元、触摸感应与数码管驱动复用单元、第一数据选择器、第二数据选择器以及信号整形单元;所述方波发生单元的输出端与所述RC滤波单元的第一端相连;所述RC滤波单元的第二端经所述第一数据选择器连接至所述摸感应与数码管驱动复用单元;所述RC滤波单元的第三端经所述第二数据选择器连接至所述信号整形单元;所述信号整形单元还与所述方波发生单元相连。2.根据权利要求1所述的一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，其特征在于，所述方波发生单元包括一高频方波发生器。3.根据权利要求1所述的一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，其特征在于，所述第一数据选择器还与一低频控制信号发生器相连。4.根据权利要求1所述的一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，其特征在于，所述RC滤波单元包括依次连接的第一非门、第一电阻、第二电阻以及第二非门；所述第一非门的一端作为所述RC滤波单元的第一端，所述第一电阻与所述第二电阻的连接端作为所述RC滤波单元的第二端，所述第二非门的一端作为所述RC滤波单元的第三端。5.根据权利要求1所述的一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，其特征在于，所述触摸感应与数码管驱动复用单元包括一电容式触摸感应焊盘以及一数码管;所述数码管的一端经一第三电阻与所述电容式触摸感应焊盘相连，并与所述第一数据选择器相连;所述数码管的另一端接地。6.根据权利要求1所述的一种电容式触摸感应按键和数码管驱动复用电路，其特征在于，所述信号整形单元包括依次相连的异或门、第三非门以及第四非门；所述异或门的一端与所述第二数据选择器相连;所述方波发生单元的输出端经第五非门以及第六非门连接至所述异或门的另一端。
【文档编号】H03K17/96GK205566259SQ201620342404
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】朱宇耀, 施隆照, 林鸿
【申请人】福州福大海矽微电子有限公司