一种电容屏触摸检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电容屏触摸检测方法及装置，所述装置包括有sensor pad单元、采样单元、Base值计算单元、触摸检测计算单元、计时单元、触摸判断比较单元和MCU单元，所述采样单元的输入端连接于所述sensorpad单元，所述采样单元输出的数据分别传输至所述Base值计算单元和所述触摸检测计算单元，所述Base值计算单元和所述计时单元分别连接于所述触摸检测计算单元，所述触摸检测计算单元和所述计时单元输出的数据传输至所述触摸判断比较单元，所述触摸判断比较单元输出的数据传输至所述MCU单元。本发明专利技术对触摸的判断过程采用两重阈值，能明显改善触摸信号的信噪比，同时本发明专利技术只需要小部分电路资源，算法简单、容易实现，有效降低了系统成本。

Touch detection method and device for capacitive screen

The invention discloses a touch detection method and device for a capacitance screen, the device includes a sensor pad unit, a sampling unit, a base value calculation unit, a touch detection calculation unit, a timing unit, a touch judgment comparison unit and a MCU unit, the input end of the sampling unit is connected to the sensorpad unit, and the data output by the sampling unit are respectively transmitted to the base value meter The calculation unit and the touch detection calculation unit, the base value calculation unit and the timing unit are respectively connected to the touch detection calculation unit, the data output by the touch detection calculation unit and the timing unit are transmitted to the touch judgment comparison unit, and the data output by the touch judgment comparison unit is transmitted to the MCU unit. The double threshold value is adopted for the touch judgment process of the invention, which can significantly improve the signal-to-noise ratio of the touch signal. At the same time, the invention only needs a small part of circuit resources, the algorithm is simple and easy to realize, and the system cost is effectively reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种电容屏触摸检测方法及装置
本专利技术涉及电容触摸屏，尤其涉及一种电容屏触摸检测方法及装置。
技术介绍
电容式触摸屏由于具有透光率高、反应速度快、寿命长等优点而受到广泛的使用在人机交互
，但是，在处理触摸信号过程中会掺杂各种频率的噪声和干扰信号，交流电源50Hz工频干扰，LCD显示刷新频率(50～150Hz)和LCD行扫描频率干扰，电器、电源管理模块开关电源干扰，射频前端干扰(几百MHz～10GHz)。这些噪声通过前端的信号接收电路窜进触控芯片内部，当触摸控制电路采样到这些噪声后，会判断有触摸上报给主机，从而出现错误的报点，特别是在触控系统处于低功耗模式时，噪声干扰会不定时的唤醒触控芯片，导致功耗增加。并且电容屏随所在环境的温度而变化时，采样的原始值也会相应的变化，如果获取到这些环境下的原始值，则也可能会导致触摸屏灵敏度变差或误报点现象的出现。因此，如何能够正确地处理触控采样的数据，是电容触摸屏触摸控制芯片能否正常检测的关键所在。电容触摸屏在检测触摸过程中，触摸控制芯片先通过模数变换器采样获取sensorpad上电容变化引起电压变化的电压值，得到原始值；再根据原始值来建立基准，得到基准值；在后续的计算中，由基准值减去原始值，得到差值，由差值可计算出坐标值。而在实际使用过程中，交流电源50Hz工频共模干扰，LCD显示刷新频率(50～150Hz)和LCD行扫描频率干扰，电器、电源管理模块开关电源干扰，射频前端干扰(几百MHz～10GHz)这些噪声会影响采样信号信噪比，使得计算出的触摸坐标不准确，甚至出现误点，从而导致触摸屏灵敏度变差或误报点，误报点是指电容触摸屏上某个位置实际没有触摸而触摸控制芯片计算出有坐标。针对以上的干扰源，现有的技术中交流电源工模干扰可以通过对前端采样电路的感应信号做差分处理，能一定程度上抑制共模干扰。针对不同频率的干扰，也可以选择低通，带通,高通和带阻滤波器，但是存在触摸信号与低频噪声的混叠，会致使信噪比恶化。从改变整个触控系统的结构也能实现抑制干扰的目的。LCD噪声特征是每隔一段时间有个高低的尖峰噪声，针对LCD这种噪声可采用中值滤波处理。综上所述，现有技术中的处理方法主要存在如下缺陷：首先，对需要采样的sensorpad上的电容变化做差分，但只能够实现对共模信号的抑制，并且差分电路正负端电路需要严格参数对称。其次，关于滤波器方式，这种方式对干扰有一定的抑制作用，但是存在触摸信号与低频噪声的混叠，会致使信噪比恶化。再次，在算法上以基准值更新的方式，根据每帧采样到的原始数据更新基准值，但是基准值也是由原始值计算得来，本身就有噪声数据成分在里面。此外，改变整个触控系统的结构也能实现抗干扰的目的，但是这种方法需要大量的资源，并且也增加算法的难度。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种电路结构简单、易于实现、节省资源、成本低廉的电容屏触摸检测方法及装置。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案。一种电容屏触摸检测方法，该方法基于一装置实现，所述装置包括有sensorpad单元、采样单元、Base值计算单元、触摸检测计算单元、计时单元、触摸判断比较单元和MCU单元，所述采样单元的输入端连接于所述sensorpad单元，所述采样单元输出的数据分别传输至所述Base值计算单元和所述触摸检测计算单元，所述Base值计算单元和所述计时单元分别连接于所述触摸检测计算单元，所述触摸检测计算单元和所述计时单元输出的数据传输至所述触摸判断比较单元，所述触摸判断比较单元输出的数据传输至所述MCU单元，所述Base值计算单元预设有初始Base值，所述MCU单元预设有第一触摸阈值和第二触摸阈值，所述方法包括如下步骤：步骤S1，启动触控扫描；步骤S2，所述采样单元采集所述sensorpad单元上的电压值，将所采集的电压值转换为数字信号后，形成原始数据并传输至所述触摸检测计算单元；步骤S3，所述触摸检测计算单元向所述Base值计算单元获取所述初始Base值；步骤S4，所述触摸检测计算单元将所述初始Base值减去当前原始数据后得到第一差值，所述触摸判断比较单元判断所述第一差值是否大于所述第一触摸阈值，若是，则执行步骤S5；步骤S5，所述计时单元的第一计数寄存器加1，所述MCU单元计算所述sensorpad单元上的触摸坐标；步骤S6，所述触摸判断比较单元判断所述计时单元的第一计数寄存器值是否大于所述第二触摸阈值，若否，则返回至步骤S1，若是，则执行步骤S7；步骤S7，所述触摸判断比较单元将当前触摸状态记为有效触摸，并由所述MCU单元将所述触摸坐标上传至主机。优选地，执行所述步骤S1之前还包括初始化步骤：当所述装置上电后，所述采样单元采集所述sensorpad单元上的电压值，将所采集的电压值转换为数字信号后形成原始数据，所述Base值计算单元将该原始数据作为初始Base值。优选地，所述步骤S4中，若所述触摸判断比较单元判断所述第一差值不大于所述第一触摸阈值，则所述Base值计算单元将初始Base值更新为当前原始数据，之后返回至步骤S1。优选地，所述装置包括有触摸抬起判断比较单元，所述步骤S7中，当所述触摸判断比较单元判断得出当前触摸状态为有效触摸时，执行步骤S8：利用所述触摸抬起判断比较单元判断当前触摸状态是否发生抬起事件。优选地，所述MCU单元预设有第三触摸阈值和第四触摸阈值，所述步骤S8包括：步骤S80，启动触控扫描；步骤S81，所述采样单元采集所述sensorpad单元上的电压值，将所采集的电压值转换为数字信号后，形成原始数据并传输至所述触摸检测计算单元；步骤S82，所述触摸检测计算单元向所述Base值计算单元获取所述初始Base值，并将所述初始Base值减去当前原始数据后得到第二差值；步骤S83，所述触摸抬起判断比较单元判断所述第二差值是否小于所述第三触摸阈值，若否，则返回至步骤S80，若是，则执行步骤S84；步骤S84，所述计时单元的第二计数寄存器加1，所述MCU单元计算所述sensorpad单元上的触摸坐标；步骤S85，所述触摸抬起判断比较单元判断所述计时单元的第二计数寄存器值是否大于所述第四触摸阈值，若否，则返回至步骤S80，若是，则所述触摸抬起判断比较单元将当前触摸状态记为抬起事件，并由所述MCU单元将所述抬起事件上传至主机；步骤S86，触摸检测过程结束。优选地，所述装置包括有开关单元，所述开关单元的两个开关端分别连接于所述触摸检测计算单元和所述触摸抬起判断比较单元，所述开关单元的控制端连接于所述触摸判断比较单元，所述步骤S7中，当所述触摸判断比较单元判断得出当前触摸状态为有效触摸时，控制所述开关单元的两个开关端接通，进而启动所述步骤S8。一种电容屏触摸检测装置，所述装置包括有sensorpad单元、采样单元、Base值计算单元、触摸检测计算单元、计时单元、触摸判断比较单元和MCU单元，所述采样单元的输入端连接于所述sensorpad单元，所述采样单元输出的数据分别传输至所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电容屏触摸检测方法，其特征在于，该方法基于一装置实现，所述装置包括有sensorpad单元(1)、采样单元(2)、Base值计算单元(3)、触摸检测计算单元(4)、计时单元(5)、触摸判断比较单元(6)和MCU单元(7)，所述采样单元(2)的输入端连接于所述sensorpad单元(1)，所述采样单元(2)输出的数据分别传输至所述Base值计算单元(3)和所述触摸检测计算单元(4)，所述Base值计算单元(3)和所述计时单元(5)分别连接于所述触摸检测计算单元(4)，所述触摸检测计算单元(4)和所述计时单元(5)输出的数据传输至所述触摸判断比较单元(6)，所述触摸判断比较单元(6)输出的数据传输至所述MCU单元(7)，所述Base值计算单元(3)预设有初始Base值，所述MCU单元(7)预设有第一触摸阈值和第二触摸阈值，所述方法包括如下步骤：/n步骤S1，启动触控扫描；/n步骤S2，所述采样单元(2)采集所述sensorpad单元(1)上的电压值，将所采集的电压值转换为数字信号后，形成原始数据并传输至所述触摸检测计算单元(4)；/n步骤S3，所述触摸检测计算单元(4)向所述Base值计算单元(3)获取所述初始Base值；/n步骤S4，所述触摸检测计算单元(4)将所述初始Base值减去当前原始数据后得到第一差值，所述触摸判断比较单元(6)判断所述第一差值是否大于所述第一触摸阈值，若是，则执行步骤S5；/n步骤S5，所述计时单元(5)的第一计数寄存器加1，所述MCU单元(7)计算所述sensorpad单元(1)上的触摸坐标；/n步骤S6，所述触摸判断比较单元(6)判断所述计时单元(5)的第一计数寄存器值是否大于所述第二触摸阈值，若否，则返回至步骤S1，若是，则执行步骤S7；/n步骤S7，所述触摸判断比较单元(6)将当前触摸状态记为有效触摸，并由所述MCU单元(7)将所述触摸坐标上传至主机。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电容屏触摸检测方法，其特征在于，该方法基于一装置实现，所述装置包括有sensorpad单元(1)、采样单元(2)、Base值计算单元(3)、触摸检测计算单元(4)、计时单元(5)、触摸判断比较单元(6)和MCU单元(7)，所述采样单元(2)的输入端连接于所述sensorpad单元(1)，所述采样单元(2)输出的数据分别传输至所述Base值计算单元(3)和所述触摸检测计算单元(4)，所述Base值计算单元(3)和所述计时单元(5)分别连接于所述触摸检测计算单元(4)，所述触摸检测计算单元(4)和所述计时单元(5)输出的数据传输至所述触摸判断比较单元(6)，所述触摸判断比较单元(6)输出的数据传输至所述MCU单元(7)，所述Base值计算单元(3)预设有初始Base值，所述MCU单元(7)预设有第一触摸阈值和第二触摸阈值，所述方法包括如下步骤：
步骤S1，启动触控扫描；
步骤S2，所述采样单元(2)采集所述sensorpad单元(1)上的电压值，将所采集的电压值转换为数字信号后，形成原始数据并传输至所述触摸检测计算单元(4)；
步骤S3，所述触摸检测计算单元(4)向所述Base值计算单元(3)获取所述初始Base值；
步骤S4，所述触摸检测计算单元(4)将所述初始Base值减去当前原始数据后得到第一差值，所述触摸判断比较单元(6)判断所述第一差值是否大于所述第一触摸阈值，若是，则执行步骤S5；
步骤S5，所述计时单元(5)的第一计数寄存器加1，所述MCU单元(7)计算所述sensorpad单元(1)上的触摸坐标；
步骤S6，所述触摸判断比较单元(6)判断所述计时单元(5)的第一计数寄存器值是否大于所述第二触摸阈值，若否，则返回至步骤S1，若是，则执行步骤S7；
步骤S7，所述触摸判断比较单元(6)将当前触摸状态记为有效触摸，并由所述MCU单元(7)将所述触摸坐标上传至主机。


2.如权利要求1所述的电容屏触摸检测方法，其特征在于，执行所述步骤S1之前还包括初始化步骤：
当所述装置上电后，所述采样单元(2)采集所述sensorpad单元(1)上的电压值，将所采集的电压值转换为数字信号后形成原始数据，所述Base值计算单元(3)将该原始数据作为初始Base值。


3.如权利要求1所述的电容屏触摸检测方法，其特征在于，所述步骤S4中，若所述触摸判断比较单元(6)判断所述第一差值不大于所述第一触摸阈值，则所述Base值计算单元(3)将初始Base值更新为当前原始数据，之后返回至步骤S1。


4.如权利要求1所述的电容屏触摸检测方法，其特征在于，所述装置包括有触摸抬起判断比较单元(8)，所述步骤S7中，当所述触摸判断比较单元(6)判断得出当前触摸状态为有效触摸时，执行步骤S8：
利用所述触摸抬起判断比较单元(8)判断当前触摸状态是否发生抬起事件。


5.如权利要求4所述的电容屏触摸检测方法，其特征在于，所述MCU单元(7)预设有第三触摸阈值和第四触摸阈值，所述步骤S8包括：
步骤S80，启动触控扫描；
步骤S81，所述采样单元(2)采集所述sensorpad单元(1)上的电压值，将所采集的电压值转换为数字信号后，形成原始数据并传输至所述触摸检测计算单元(4)；
步骤S82，所述触摸检测计算单元(4)向所述Base值计算单元(3)获取所述初始Base值，并将所述初始Base值减去当前原始数据后得到第二差值；
步骤S83，所述触摸抬起判断比较单元(8)判断所述第二差值是否小于所述第三触摸阈值，若否，则返回至步骤S80，若是，则执行步骤S84；
步骤S84，所述计时单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：张弛，万伟，余佳，
申请(专利权)人：深圳贝特莱电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44