一种红外感应悬浮按键的按键动作识别方法技术

本发明专利技术涉及一种红外感应悬浮按键的按键动作识别方法，所述的红外感应悬浮按键包括MCU、红外发射灯、红外接收信号放大电路和红外接收灯，所述的红外发射灯与MCU连接，所述的MCU、外接收信号放大电路和红外接收灯依次连接，所述的方法包括信号采集步骤和按键识别步骤。与现有技术相比，本发明专利技术具有可靠性高、抗干扰能力强、灵敏度高等优点。灵敏度高等优点。灵敏度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种红外感应悬浮按键的按键动作识别方法


[0001]本专利技术涉及人机交互领域，尤其是涉及一种红外感应悬浮按键的按键动作识别方法。

技术介绍

[0002]按键是一种能够让人机交互更简易更实用的装置，经过多年发展及技术沉淀，目前市面按键控制方式分为二大类：接触式和非接触式。接触式为物理按键、薄膜按键、触摸按键等常见控制类型。非接触式是能够实现悬浮的按键方式，非接触式按键主要有电容式悬浮按键、声波式悬浮按键及红外对管反射悬浮按键。
[0003]电容式悬浮按键：控制板面大，其结构要求较高。如面板为金属材料，即会失效；声波式悬浮按键：安装结构复杂同时成本高，技术不成熟，稳定性差；红外对管反射悬浮按键：功能单一，精度低，方向性差，易受光的影响；
[0004]对比以上三种按键方式，红外对管反射悬浮按键在制造成本上有绝对优势，但易受光干扰的缺点限制了红外对管反射悬浮按键的应用。

技术实现思路

[0005]本专利技术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红外感应悬浮按键装置，可靠性高，抗干扰能力强，灵敏度高。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种红外感应悬浮按键的按键动作识别方法，所述的红外感应悬浮按键包括MCU、红外发射灯、红外接收信号放大电路和红外接收灯，所述的红外发射灯与MCU连接，所述的MCU、外接收信号放大电路和红外接收灯依次连接，所述的方法包括信号采集步骤和按键识别步骤；
[0008]所述的信号采集步骤包括：
>[0009]所述的MCU通过ADC采样周期性计算键值，所述的MCU根据键值计算按键按下阈值Dh和按键抬起阈值Uh；
[0010]所述的按键识别步骤包括：
[0011]所述的MCU的按键识别状态分为进入态和退出态，所述的进入态分为确定上升态、待确定上升态、确定下降态和待确定下降态；
[0012]当键值大于Dh后，所述的MCU进入确定上升态；
[0013]所述的MCU处于确定上升态时，将键值的最小值min设为键值平均值K1，并不断更新键值的最大值max，所述的MCU判断是否满足键值小于(max
‑
min)/Da+min，满足时MCU进入待确定下降态，Da为设定值；
[0014]所述的MCU处于待确定下降态时，不断更新键值的最小值min，同时判断是否满足键值不大于(max
‑
min)/Db+min且时长大于第一设定时长，Db为设定值，若是则MCU进入确定下降态，否则MCU进入待确定上升态；
[0015]所述的MCU处于确定下降态时，不断更新键值的最小值min，同时判断是否满足键值大于(max
‑
min)/Db+min，满足时MCU进入待确定上升态；
[0016]所述的MCU处于待确定上升态时，不断更新键值的最大值max，同时判断是否满足键值不小于(max
‑
min)/Db+min且时长大于第二设定时长，若是则MCU进入确定上升态，否则MCU进入待确定下降态；
[0017]所述的MCU处于确定上升态时进行计时，当计时达到按键按下时间阈值Td时，判定存在有效按下动作；
[0018]所述的MCU处于确定下降态时进行计时，当计时达到按键抬起时间阈值Tu时，判定存在有效抬起动作；
[0019]所述的MCU处于进入态时，当键值小于Uh时，所述的MCU进入退出态。
[0020]进一步地，所述的周期性计算键值的过程包括：
[0021]所述的MCU周期性采集红外接收灯由于光强变化导致的电压变化点V1以及瞬间电压变化经过放大之后的电压点V2，获取V1的发射值S1和背景值B1，以及V2的发射值S2和背景值B2；
[0022]根据以下公式计算键值：
[0023]键值＝((S1
‑
B1)+(S2
‑
B2))/2。
[0024]进一步地，所述的方法还包括按键校准步骤，所述的按键校准步骤包括：
[0025]所述的MCU判断是否满足以下条件：
[0026]所述的键值增量D大于N*K，且在第三设定时长内键值抖动值持续小于最大键值抖动值K，其中，N为设定比例值；
[0027]若是则MCU判定发生有效校准动作，记录此时的键值K2，指示红外感应悬浮按键校准完成。
[0028]进一步地，所述的红外感应悬浮按键还包括与MCU连接的指示灯，所述的按键校准步骤还包括：
[0029]在红外感应悬浮按键启动之后，所述的MCU获取最大背景值、最大键值抖动值K以及键值平均值K1，并判断最大背景值是否小于设定阈值BH，若是则控制指示灯常亮，否则控制指示灯闪烁；
[0030]所述的MCU判定发生有效校准动作时，记录此时的键值K2，并关闭指示灯。进一步地，所述的按键按下阈值Dh和按键抬起阈值Uh的计算公式为：
[0031]Dh＝(K2
‑
K1)*P+K1
[0032]Uh＝(K2
‑
K1)*N+K1
[0033]其中，P为设定比例值。
[0034]进一步地，所述的发射值和背景值的获取过程包括：
[0035]31)所述的MCU控制红外发射灯开启T1时间，同时设置定时器中断间隔时间为T1，所述的MCU启动红外发射灯，开始ADC采样，实时更新ADC最大值；
[0036]32)当T1时间结束后，所述的MCU触发定时器中断，并关闭红外发射灯，同时设置定时器中断间隔时间为T3；
[0037]33)当T3时间结束后，所述的MCU触发定时器中断，关闭ADC中断，同时设置定时器中断间隔时间为T4，记此时ADC最大值为发射值；
[0038]34)当T4时间结束后，所述的MCU触发定时器中断，开启ADC采样中断，实时更新ADC最大值，同时设置定时器中断间隔时间为T5；
[0039]35)当T5时间结束后，所述的MCU触发定时器中断，关闭ADC中断，同时设置定时器中断间隔时间为T6，记此时ADC最大值为背景值；
[0040]36)当T6时间结束后，所述的MCU触发定时器中断，一个键值测量周期结束。
[0041]进一步地，每个ADC采样中断结束后对ADC采样值进行滑动均值滤波。
[0042]进一步地，所述的滑动均值滤波的滑动窗口对应的采样时间段为20ms的倍数。
[0043]进一步地，所述的MCU舍弃每次ADC采样中断获取的第一个采样值。
[0044]进一步地，所述的方法还包括初始化步骤，所述的初始化步骤在信号采集步骤和按键识别步骤之间进行，所述的初始化步骤包括：
[0045]所述的MCU进行系统时钟初始化；
[0046]所述的MCU对系统时钟做6分频后得到ADC的时钟12MHZ，配置ADC采样为12bit；
[0047]所述的MCU对ADC进行校准，然后关闭ADC中断；
[0048]所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外感应悬浮按键的按键动作识别方法，其特征在于，所述的红外感应悬浮按键包括MCU、红外发射灯、红外接收信号放大电路和红外接收灯，所述的红外发射灯与MCU连接，所述的MCU、外接收信号放大电路和红外接收灯依次连接，所述的方法包括信号采集步骤和按键识别步骤；所述的信号采集步骤包括：所述的MCU通过ADC采样周期性计算键值，所述的MCU根据键值计算按键按下阈值Dh和按键抬起阈值Uh；所述的按键识别步骤包括：所述的MCU的按键识别状态分为进入态和退出态，所述的进入态分为确定上升态、待确定上升态、确定下降态和待确定下降态；当键值大于Dh后，所述的MCU进入确定上升态；所述的MCU处于确定上升态时，将键值的最小值min设为键值平均值K1，并不断更新键值的最大值max，所述的MCU判断是否满足键值小于(max
‑
min)/Da+min，满足时MCU进入待确定下降态，Da为设定值；所述的MCU处于待确定下降态时，不断更新键值的最小值min，同时判断是否满足键值不大于(max
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min)/Db+min且时长大于第一设定时长，Db为设定值，若是则MCU进入确定下降态，否则MCU进入待确定上升态；所述的MCU处于确定下降态时，不断更新键值的最小值min，同时判断是否满足键值大于(max
‑
min)/Db+min，满足时MCU进入待确定上升态；所述的MCU处于待确定上升态时，不断更新键值的最大值max，同时判断是否满足键值不小于(max
‑
min)/Db+min且时长大于第二设定时长，若是则MCU进入确定上升态，否则MCU进入待确定下降态；所述的MCU处于确定上升态时进行计时，当计时达到按键按下时间阈值Td时，判定存在有效按下动作；所述的MCU处于确定下降态时进行计时，当计时达到按键抬起时间阈值Tu时，判定存在有效抬起动作；所述的MCU处于进入态时，当键值小于Uh时，所述的MCU进入退出态。2.根据权利要求1所述的一种红外感应悬浮按键的按键动作识别方法，其特征在于，所述的周期性计算键值的过程包括：所述的MCU周期性采集红外接收灯由于光强变化导致的电压变化点V1以及瞬间电压变化经过放大之后的电压点V2，获取V1的发射值S1和背景值B1，以及V2的发射值S2和背景值B2；根据以下公式计算键值：键值＝((S1
‑
B1)+(S2
‑
B2))/2。3.根据权利要求2所述的一种红外感应悬浮按键的按键动作识别方法，其特征在于，所述的方法还包括按键校准步骤，所述的按键校准步骤包括：所述的MCU判断是否满足以下条件：所述的键值增量D大于N*K，且在第三设定时长内键值抖动值持续小于最大键值抖动值K，其中，N为设定比例值；
若是则MCU判定发生有效校准动作，记录...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：上海永亚智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：