[实用新型]一种电容式触摸按键的判键系统

说明书

本实用新型公开了一种电容式触摸按键的判键系统，涉及电容式触摸按键技术领域，包括开关电路、比较单元、信号处理单元，其特征在于：还包括开关信号产生器；所述开关信号产生器用于提供变化频率的方波信号，用于控制所述开关电路内的充电开关电路两个逻辑控制开关的交替打开与关闭，给参考基准电容Cref充电；在应用分时复用IO的功能时，通过变频来控制充电开关电路的两个逻辑控制开关的交替打开与闭合，能够缩短了参考基准电容Cref每次充满电的时间，同时也提高了在一个固定的时间内触摸按键的寄生电容Cx充放电次数计数值，提高触摸按键扫描时间的有效利用率，从而最终提高触摸按键的触摸灵敏度。

技术领域

本实用新型涉及电容式触摸按键技术领域，特别是涉及一种电容式触摸按键的判键系统。

背景技术

电容式触摸按键一般分为两种，其中一种是基于振荡器型的结构；另一种是基于电荷式的充放电结构。基于电荷式的充放电结构如图1所示，其基本原理是，图1中Cx为触摸按键的寄生电容，通过控制第一逻辑控制开关SW1关闭、第二逻辑控制开关SW2打开，对触摸按键的寄生电容Cx进行充电，充电充到电源电压VDD后，再控制第一逻辑控制开关SW1打开、第二逻辑控制开关SW2关闭，然后触摸按键寄生电容Cx的电荷和参考基准电容Cref进行电荷转移，直到触摸按键寄生电容Cx和参考基准电容Cref上的电压一致。按照这样的方式，依次对触摸按键寄生电容Cx充电，电荷转移，再充电，再转移，直到参考基准电容Cref上的电压达到比较器输出的参考电压Vref，这样就完成了参考基准电容Cref一个充电周期的充电；再控制第三逻辑控制开关SW3关闭，对参考基准电容Cref的电荷进行放电操作。在参考基准电容Cref的一个充电周期内，用高频时钟来计给参考基准电容Cref充电的次数即第一逻辑控制开关SW1和第二逻辑控制开关SW2交替打开关闭的次数，当手触摸后触摸按键的寄生电容Cx会变大，给参考基准电容Cref充电的一个充电周期内其充电的次数变少，通过记录参考电容Cref充电的次数来区别触摸按键上是否有触摸。

通过上面描述，由于只是记录了给参考基准电容Cref充电的次数，并没有记录参考基准电容Cref充电的时间，而且由于触摸按键的寄生电容Cx越大和手指触摸电容越大，对参考基准电容Cref的容值要求更大，同时对参考基准电容Cref放电的时间会更长。假设触摸按键10pF，为了达到千分之一的电容检测精度，需要参考基准电容Cref是10nF以上，对于一个10nF电容放电，由于是在芯片内部设计，放电电阻不能太小，太小会导致比较大的电流，放电电阻大会导致放电时间也会很长。

现有技术参考基准电容Cref充电过程中第一逻辑控制开关SW1与第二逻辑控制开关SW2以相同频率固定时间交替打开关闭。如图2所示，参考基准电容Cref的一个充电周期内：

参考基准电容Cref的第一次充电：触摸按键的寄生电容Cx的充电是从0电压建立到电源电压VDD后，与参考基准电容Cref进行电荷转移，对参考基准电容Cref充电，直至二者电压一致，均为V1；此时触摸按键的寄生电容Cx的放电是从VDD降为V1；

参考基准电容Cref的第二次充电：触摸按键的寄生电容Cx的充电是从电压V1建立到电源电压VDD后，与参考基准电容Cref进行电荷转移，对参考基准电容Cref充电，直至二者电压一致，均为V2；此时触摸按键的寄生电容Cx的放电是从VDD降为V2；

按照此方式，直到参考电容Cref的电压达到参考电压Vref，触摸按键的寄生电容Cx充电至VDD。由上述可知，在参考基准电容Cref的一个充电周期内，随着对参考基准电容Cref充电次数的增加，触摸按键的寄生电容Cx的充电时间以及放电时间都是逐渐减少的，但是由于采用了固定的频率，即每回参考基准电容Cref充电的时间设定为一样，在触摸按键的寄生电容Cx电压达到VDD，以触摸按键的寄生电容Cx与参考基准电容Cref电荷转移完成后都会有一定的等待时间，并且随着充电次数的增加，等待的时间会增加，因此造成了时间的浪费。