[发明专利]触摸按键检测方法及检测电路、微控制器和触摸检测系统

说明书

本发明公开了触摸按键检测方法及检测电路、微控制器和触摸检测系统，方法包括：输入正弦信号至触摸按键传感器；ADC模块对触摸按键传感器的输出信号进行采样，微控制器将ADC模块采样结果进行DFT变换得到频率点能量，根据频率点能量计算相位，将所述相位与预先设定的参考相位进行比较，当所述相位小于参考相位时，判断为触摸操作；ADC模块采样的方法包括：设定采样同步相位及采样点数N，当正弦信号位于采样同步相位时，ADC模块开始采样，并将连续等间隔采集的N个采样点作为所述ADC模块采样结果。本发明能够减少触摸误判，提高防水效果。

技术领域

本发明涉及触摸按键技术领域，尤其涉及触摸按键检测方法及检测电路、微控制器和触摸检测系统。

背景技术

相较于传统机械按键，电容式触摸按键具有使用寿命长，不易磨损，时尚美观，成本低等突出优点，因此越来越多的微控制器在片上集成触摸按键功能。通常触摸按键有基于松弛振荡、基于电流源和基于电荷迁移等检测方式，上述方式均需设计独立的触摸按键模块，占用一定的晶圆面积，增加微控制器的制造成本。

上述三种常用触摸按键检测方式的电路原理如图1所示，均为检测触摸按键传感器上的对地寄生电容，若无按键按下时，触摸按键模块检测的电容为触摸传感器的寄生电容C_x，若有按键按下，则检测的电容为触摸传感器的寄生电容C_x和人体触摸电容C_T，从而根据电容变化量，判断有无按键按下。

上述三种常用触摸按键检测方式虽然能够满足常规的触摸按键应用，但是也存在潮湿和有水的环境中容易误触发的问题。

发明内容

发明目的：为了解决现有技术存在的触摸按键检测在潮湿和有水的环境中容易误触发的问题，本发明提供触摸按键检测方法及检测电路、微控制器和触摸检测系统。

第一方面，为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种触摸按键检测方法，包括以下步骤：

输入正弦信号至触摸按键传感器；

ADC模块对触摸按键传感器的输出信号进行采样，微控制器将ADC模块的采样结果进行DFT变换得到频率点能量，根据频率点能量计算相位，将所述相位与预先设定的参考相位进行比较，当所述相位小于参考相位时，判断为触摸操作；

ADC模块采样的方法包括：设定采样同步相位及采样点数N，当正弦信号位于采样同步相位时，ADC模块开始采样，并将连续等间隔采集的N个采样点作为所述ADC模块的采样结果。

进一步地，设所述正弦信号频率为fo，ADC模块的采样频率为fs，满足fs＝M*fo，M为正整数。

进一步地，所述根据ADC模块采样结果计算相位的方法为：

DFT变换公式如下：

其中x[n]是ADC模块采样值，X[k]是频率点能量，k为谐波次数，N为采样点数；

假设X[k]的实部和虚部分别为R和I，根据R和I计算相位：

进一步地，所述参考相位的计算方法包括：在触摸按键传感器无触摸和无液滴干扰的条件下，输入正弦信号至触摸按键传感器，ADC模块采样触摸按键传感器的输出信号，采样结果进行DFT变换得到频率点能量，计算频率点能量的相位，作为参考相位。

进一步地，所述ADC模块多次采样触摸按键传感器的输出信号，分别计算各采样结果对应的相位，取所有相位的均值作为参考相位。

进一步地，所述正弦信号的产生方法包括：

将待输出正弦信号量化成正弦函数表；