[发明专利]一种电容触摸按键抗干扰检测装置及方法

说明书

本发明涉及一种电容触摸按键抗干扰检测装置及方法，所述装置包括电流基准单元、RC振荡单元、反馈波形接收及滤波单元、调制单元、基准时钟、频率计算器、解调单元、信号比较单元和按键状态检测单元；基准时钟控制调制单元输出调制信号，调制单元控制使能RC振荡单元；RC振荡单元控制电流基准单元对检测端口进行充放电，生成反馈波形；波形接收及滤波单元对反馈波形进行滤波；频率计算器计算滤波后反馈波形的频率以及频率波动值；解调单元从滤波后反馈波形中检出解调信号；信号比较单元对调制信号和解调信号进行比较并输出信号比较结果；由按键状态检测单元判断触摸按键状态。与现有技术相比，本发明能消除噪声干扰，提高检测准确性。

技术领域

本发明涉及触摸抗干扰技术领域，尤其是涉及一种电容触摸按键抗干扰检测装置及方法。

背景技术

触摸式按键具有美观、耐用、成本低、寿命长等优点，在越来越多的设备中得到应用，目前被广泛采用的触摸式按键为电容触摸按键。

电容触摸检测是基于RC振荡器频率变化的原理，当人的手接触触摸按键时，会使触摸按键对地的等效电容变大，从而使得与触摸按键相连的RC振荡器的频率跟随发生变化。

传统的检测方式是通过MCU系统定时采样RC振荡器输出的周期个数，根据周期个数的变化来判断触摸按键是否被按下。如图1所示，包括：现有触摸按键101等效为检测端口对地的电容，当手指触摸时，该电容值发生变化；现有RC振荡单元102，其对检测端口发出振荡波形，RC振荡单元内部的电容与现有触摸按键101的等效电容相关联；检测端口用的现有反馈波形接收及滤波单元103；现有基准时钟104；现有波形计数器105；现有按键状态检测单元106。这种检测方式的工作原理是：以基准时钟计数得到一个固定的时长，在此固定时长内使用波形计数器对端口反馈波形进行计数得到一个计数值，根据此计数值的变化，来识别和判断检测端口电容的变化，当变化值相对于测定的基准值达到一定阈值时，判别触摸按键有被按下。这种触摸检测方式具有灵敏度高的优点，但它同时存在其固有的缺点，即抗强噪声干扰较弱。无论是来自电源的噪声，还是环境强噪声干扰，均会叠加在振荡波形上，容易导致对触摸按键状态的误判。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电容触摸按键抗干扰检测装置及方法，利用载波调制与解调的方式，滤除强噪声干扰，避免触摸按键状态的误判。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种电容触摸按键抗干扰检测装置，包括RC振荡单元、反馈波形接收及滤波单元、基准时钟和按键状态检测单元，所述的检测装置还包括电流基准单元、调制单元、频率计算器、解调单元和信号比较单元；

所述基准时钟的第一输出端连接到所述调制单元的输入端，用于控制调制单元输出调制信号；

所述调制单元的第一输出端连接到所述RC振荡单元的输入端，用于控制使能RC振荡单元，将所述调制信号叠加到RC振荡单元的振荡信号上，以生成反馈信号；

所述RC振荡单元的输出端连接到所述电流基准单元的输入端，用于将所述反馈信号传输给所述电流基准单元，以控制所述电流基准单元输出对应的电流值；

所述电流基准单元的输出端连接到检测端口，用于对检测端口进行充放电，以在检测端口生成反馈波形；

所述反馈波形接收及滤波单元的输入端连接到检测端口，用于接收检测端口的反馈波形并对该波形进行滤波处理；

所述频率计算器的第一输入端连接到所述反馈波形接收及滤波单元的输出端，其第二输入端连接到所述基准时钟的第二输出端，其第一输出端连接到所述按键状态检测单元的第一输入端，用于计算所述滤波后反馈波形的频率，并将该频率与所述基准时钟的频率进行比较，以输出频率波动值给所述按键状态检测单元；