一种触摸按键休眠唤醒电路及唤醒方法技术

本发明专利技术公开了一种触摸按键休眠唤醒电路及唤醒方法，包括第一参考电压、第二参考电压、触摸按键传感器、限流元件、比较器及MCU唤醒控制单元；所述限流元件的一端及触摸按键传感器的一端均连接比较器第一输入端，限流元件的另一端连接第一参考电压，触摸按键传感器的另一端接地；比较器的第二输入端连接第二参考电压；比较器的输出端连接MCU唤醒控制单元，所述第二参考电压与第一参考电压成比例，且第二参考电压小于第一参考电压。本发明专利技术无需MCU定时唤醒，仅在触摸按键产生触摸时才唤醒，大大降低了唤醒功耗，降低产品能耗。降低产品能耗。降低产品能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种触摸按键休眠唤醒电路及唤醒方法


[0001]本专利技术涉及一种触摸按键
，尤其涉及一种触摸按键休眠唤醒电路及唤醒方法。

技术介绍

[0002]相较于传统机械按键，电容式触摸传感器具有使用寿命长，不易磨损，时尚美观，成本低等突出优点。但是在电池供电的低功耗设备上，相比常规按键可以提供电平变化来唤醒MCU，触摸按键通常需要通过MCU定时唤醒来检测实现按键检测，为了防止漏检按键，唤醒频率不能太低，带来额外功耗。
[0003]触摸按键原理示意图如图1所示，在没有人体触摸的情况下，触摸按键模块所检测到的电容为触摸传感器的寄生电容C
X
，在人体触摸的情况下，会产生额外电容，C
T
为人体电容，C
F
为系统地和大地之间等效电容，根据触摸设备的接地情况差异，C
F
有所差异。
[0004]通常电池供电设备为了节约功耗，MCU会进入休眠状态，但是为了响应可能存在的人体触摸操作，现有技术一般采用数百毫秒唤醒一次MCU，进行触摸按键扫描，主晶振稳定和扫描时间往往需要数个毫秒时间，而实际应用中数个小时甚至更长时间才可能产生触摸，所以这种方法会极大浪费MCU的功耗。
[0005]为了解决定时唤醒方案浪费大量功耗的问题，现有技术存在两种唤醒电路。（1）需要对触摸按键传感器进行精确的定时充电，使其电容上电压能够进行比较，但是定时充电需要时钟模块，且对时钟模块的精度要求较高，因为充电时长直接决定了电压值，进而影响唤醒效果，成本也随之增加了。（2）另一种如申请人在专利CN210274025U中公开的唤醒电路，触摸点与唤醒引脚连接，唤醒引脚通过上拉电阻连接到单片机电源或通过下拉电阻连接到单片机的地，通过人体触碰触摸点引入人体感应的杂波信号（低频），杂波信号的峰峰值可达到触发单片机唤醒的条件，实现唤醒。但是该方法利用了人体感应的杂波，离散性较高，不太方便定量分析，当触摸按键传感器上增加盖板时，或者由于人体差异，可能会导致引入的杂波信号幅值不能达到唤醒条件，没有完善的自适应机制，存在误触发或触发难的可能性。

技术实现思路

[0006]专利技术目的：为了解决现有技术中触摸按键唤醒电路唤醒功耗较大、电路成本较高的问题，本专利技术提供一种触摸按键休眠唤醒电路及唤醒方法。
[0007]技术方案：一种触摸按键休眠唤醒电路，包括第一参考电压、第二参考电压、触摸按键传感器、限流元件、比较器及MCU唤醒控制单元；所述限流元件的一端及触摸按键传感器的一端均连接比较器第一输入端，限流元件的另一端连接第一参考电压，触摸按键传感器的另一端接地；比较器的第二输入端连接第二参考电压；比较器的输出端连接MCU唤醒控制单元，所述第二参考电压与第一参考电压成比例，且第二参考电压小于第一参考电压。
[0008]进一步地，所述第二参考电压由第一参考电压分压而成。
[0009]进一步地，还包括第一分压电阻与第二分压电阻，第一参考电压、第一分压电阻、第二分压电阻及地依次连接，第一分压电阻与第二分压电阻的连接处输出第二参考电压。
[0010]进一步地，所述触摸按键传感器有多个，多个触摸按键传感器并联。
[0011]进一步地，所述限流元件为电阻。
[0012]进一步地，所述第一参考电压为内部电压或系统电源电压。
[0013]一种使用上述触摸按键休眠唤醒电路的触摸按键休眠唤醒方法，包括以下步骤：步骤一：MCU上电，调节第二参考电压为初始值；步骤二：MCU进入休眠状态，等待被唤醒；步骤三：当MCU被唤醒时，检查唤醒源，若唤醒源来自比较器输出通道，则对唤醒通道触摸按键进行逐个扫描，若扫描结果有按键按下，则进行按键处理，若扫描结果无按键按下，则判断为误触发，并返回至步骤二；当出现频繁误触发时，调节第二参考电压使比较器更难跳变，并返回至步骤二；若唤醒源来自RTC，则调节第二参考电压使比较器更易跳变，调整后检测比较器输出是否跳变，若发生跳变则恢复第二参考电压为本次调整前的设置值，并返回至步骤二，若无跳变则直接返回至步骤二。
[0014]进一步地，设置第一时间阈值，在步骤二中，MCU进入休眠状态持续时间超过第一时间阈值时，RTC启动唤醒，并继续执行步骤三。
[0015]进一步地，步骤三中，频繁误触发的判断方法为以下其中一种：设置第二时间阈值，若连续两次误触发的时间间隔小于第二时间阈值，则认为出现频繁误触发；设置固定时长及次数阈值，若在固定时长内误触发次数超过次数阈值，则认为出现频繁误触发。
[0016]进一步地，步骤一中，所述初始值为第二参考电压能够调节的最大值。
[0017]相比较现有技术，本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过对唤醒电路进行设计，使触摸按键传感器在充电完成时存在一个稳态电压，并将该稳态电压输入比较器一端，当触摸按键被触摸时，该稳态电压降低，在限流元件的作用下，电压降低能够保持一定时间，在该时间段内实现比较器的比较，只需调整合适的第一参考电压与第二参考电压的比例，即可在按键触摸时使比较器发生跳变，从而唤醒MCU唤醒控制单元。MCU无需定时唤醒，由主动唤醒转换为被动唤醒，大大降低了唤醒功耗。相比较定时唤醒MCU的传统唤醒方法，本专利的唤醒功耗可降低90%以上。
[0018]2、电路结构简单，元器件少，成本低，无需定时模块对触摸按键传感器进行定时充电，省去控制传感器充电的定时模块，相比较定时充电的唤醒电路可以大大降低成本。
[0019]3、根据实际情况对第二参考电压进行调整，避免频繁误触发或长时间触发不了的情况，还可以解决多通道并联检测时，电容过大导致V
cmp
变化较小不易唤醒的问题。
[0020]4、适用于多个触摸按键同时唤醒的情况。将多个触摸按键传感器并联，其中任意一个传感器发生触摸，均会唤醒MCU，并通过后续扫描确定发生触摸的按键。
附图说明
[0021]图1为触摸按键原理示意图；图2为实施例一触摸按键休眠唤醒电路示意图；
图3为实施例一触摸按键休眠唤醒方法的流程图；图4为触摸按键传感器上的电平在发生触摸后的变化情况。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步解释说明。
[0023]实施例一：如图2所示，一种触摸按键休眠唤醒电路，包括第一参考电压V
ref1
、第二参考电压V
ref2
、触摸按键传感器、限流元件、比较器及MCU唤醒控制单元。第一参考电压V
ref1
可以是芯片内部电压，也可以是系统电源电压等。限流元件采用限流电阻R1，限流电阻R1为大电阻，阻值R1≥1MΩ，例如可取R1=5MΩ，且对限流电阻的精度无要求，也可以用L尺寸远大于W尺寸的MOS管实现限流作用。限流电阻R1的一端及触摸按键传感器的一端均连接比较器第一输入端，限流电阻R1的另一端连接第一参考电压V
ref1
，触摸按键传感器的另一端接地。比较器的第二输入端连接第二参考电压V
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种触摸按键休眠唤醒电路，其特征在于，包括第一参考电压、第二参考电压、触摸按键传感器、限流元件、比较器及MCU唤醒控制单元；所述限流元件的一端及触摸按键传感器的一端均连接比较器第一输入端，限流元件的另一端连接第一参考电压，触摸按键传感器的另一端接地；比较器的第二输入端连接第二参考电压；比较器的输出端连接MCU唤醒控制单元，所述第二参考电压与第一参考电压成比例，且第二参考电压小于第一参考电压。2.根据权利要求1所述的触摸按键休眠唤醒电路，其特征在于，所述第二参考电压由第一参考电压分压而成。3.根据权利要求2所述的触摸按键休眠唤醒电路，其特征在于，还包括第一分压电阻与第二分压电阻，第一参考电压、第一分压电阻、第二分压电阻及地依次连接，第一分压电阻与第二分压电阻的连接处输出第二参考电压。4.根据权利要求1
‑
3任一所述的触摸按键休眠唤醒电路，其特征在于，所述触摸按键传感器有多个，多个触摸按键传感器并联。5.根据权利要求1
‑
3任一所述的触摸按键休眠唤醒电路，其特征在于，所述限流元件为电阻。6.根据权利要求1
‑
3任一所述的触摸按键休眠唤醒电路，其特征在于，所述第一参考电压为内部电压或系统电源电压。7.一种使用权利要求1
‑
6任一所述的触摸按键休...

【专利技术属性】
技术研发人员：王坚，王春华，吕朦，
申请(专利权)人：南京沁恒微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：