[实用新型]电容式触摸按键系统

说明书

电容式触摸按键系统，包括：运算与控制电路、比较器、开关电路、内置检测电容、多个触摸按键感应电容、多个按键选通开关、外置检测电容；其中，开关电路包括第一模式选择开关、第二模式选择开关、第三模式选择开关、充电开关、放电开关、第一开关、第三开关、第四开关和多个按键选通开关。本实用新型采用同一电路结构兼容多种不同的检测方式，多种方式复用开关电路且各自具有不同的优势，在不增加电路复杂度的前提下，允许用户根据其自身需要来从多种方式中灵活选择，满足了用户在节省成本、降低系统功耗、提高扫描速度、提供更多的IO端口、提高时间利用的合理性、提高扫描精度等多方面的需求。

技术领域

本实用新型涉及触摸按键技术领域，特别是涉及一种电容式触摸按键系统。

背景技术

相对于传统的机械按键，电容式触摸按键在使用寿命、外形美观等多方面都具有明显的优势，已经广泛应用于包括家电、消费电子、工业控制、移动设备等领域。

目前主流的触摸按键系统采用电荷迁移的方式实现，其工作原理大致为：对触摸按键等效电容Cp反复充放电和电荷转移，通过电荷转移对检测电容 Cx反复充电，对检测电容的充电次数进行统计，根据充电次数的变化判断按键是否按下。

现有技术中，这类触摸按键系统大多存在以下两个特点：采用单一的外置检测电容的架构，即外围电路包括触摸按键和检测电容；采用单一的从小电容到大电容的电荷迁移方式。具体的，这类触摸按键系统存在以下几方面的缺陷：

1)该系统需要固定占用一个IO端口，使得在IO端口数有限的情况下，用户必须放弃一个触摸端口的使用，用于连接外置充放电电容，由此导致用户使用的便利性降低；

2)外置大电容导致系统功耗较大，不适合低功耗应用；

3)应用方案成本较高；

4)电荷从较大容值的触摸按键感应电容向更大容值的外置检测电容迁移，使得扫描速度较慢。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是：电容式触摸按键如何满足不同用户在多个不同方面的需求。

为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种电容式触摸按键系统，包括：微控制器和外围电路；其中，微控制器包括运算与控制电路、比较器、开关电路和内置检测电容，外围电路包括多个触摸按键感应电容和外置检测电容；其中：

运算与控制电路，适于控制开关电路中各个开关的开启/关闭；

比较器，适于将触摸按键感应电容或外置检测电容上的电压与充电参考电压V4或放电参考电压V5进行比较；

开关电路包括第一模式选择开关、第二模式选择开关、第三模式选择开关、充电开关、放电开关、第一开关、第三开关、第四开关和多个按键选通开关，第三开关一端连接第三放电电压V3；

内置检测电容连接第三模式选择开关、第一开关、经充电开关后连接充电电压V1、经放电开关后连接放电电压V2；

多个触摸按键感应电容与多个按键选通开关一一对应连接，经按键选通开关和第二模式选择开关后连接比较器的一个输入端、以及第一开关和第三开关，经按键选通开关和第三模式选择开关后连接内置检测电容、以及充电开关和放电开关；

外置检测电容经第一模式选择开关后连接比较器的一个输入端、以及第一开关和第三开关。

可选的，比较器正向输入端经第一模式选择开关后连接外置检测电容、经第二模式选择开关和按键选通开关后连接触摸按键感应电容，负向输入端经第四开关后连接充电参考电压V4或放电参考电压V5，输出端连接运算与控制电路。