电容触控芯片制造技术

本发明专利技术提供了一种电容触控芯片，包括数字处理模块、以及与数字处理模块连接的LED PWM模块、减法器、积分器和阈值比较器，LED PWM模块通过SW&RX引脚控制外部LED发光，SW&RX引脚还用于与外部触控电容连接。本发明专利技术所述电容触控芯片，通过增设减法器、积分器和阈值比较器，并将LED发光控制和外部触控电容通过单一引脚集成控制的方式，节约了芯片引脚资源，避免了硬件资源的浪费，减少了芯片外围电路的设计难度。度。度。

【技术实现步骤摘要】
电容触控芯片


[0001]本专利技术涉及电容触控
，尤其涉及一种电容触控芯片。

技术介绍

[0002]电容式触控技术现涉及各行各业，从工业、汽车和医疗设备，到智能手机和平板电脑等日常消费应用。该技术的迅速普及主要归功于触摸式控制能够增强用户体验，减少机械元件的使用数量，增加设备的使用寿命、减小设备尺寸，增加了消费者的吸引力。
[0003]当前物联网IoT设备的触控按键方案主要通过手指触摸实体按键，也就是说用手指触摸触控按键，造成印刷电路板上的触控电容值发生变化，使得与触控电容相连的信号线上电流电压发生微小变化，触控芯片通过采集变化情况实现相应的计数积分操作，触控的过程中配合着马达震动以及指示灯等变化提供更好的人机交互体验。如图1所示，触控电容通过RX引脚与数字处理模块(Digital Core，数字处理模块)连接，数字处理模块与CPU连接，数字处理模块通过LED PWM模块连接到SW引脚，SW引脚与外部的指示灯LED灯串的负极连接，指示灯LED灯串的正极连接到VLED端。当手指触摸实体按键，也就是说当手指触摸到触控电容时，造成电容大小发生变化，电容的变化经过外围电路处理转换成电压值进入芯片中，通过MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)模块进行判定并输出相应结果以I2C等数字接口信号形式传输给CPU(centralprocessingunit，中央处理器)，CPU指导系统相应模块进行对应响应动作，例如音量调节，按键字符输入等。例如如果手指触摸实体按键效果需要LED灯进行对应显示，则MCU IC控制芯片，即触控电容芯片会根据内部程序设定，控制LED PWM模块输出相应方波，控制触控芯片外部的指示灯LED灯串的亮灭效果，以此作为用户手指触摸实体按键效果的相关视觉反馈。
[0004]然而，目前市面上的触控芯片，需要对触控按键和指示灯LED灯串等相互配合的功能进行各自单独芯片引脚的控制，例如图1中使用RX引脚控制触控按键，使用SW引脚控制LED灯串，这对于本身具有内在逻辑的功能来说是一种硬件资源的浪费。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种电容触控芯片，以实现单一引脚集成控制触控按键和LED发光，节约芯片引脚资源，避免硬件资源的浪费，减少芯片外围电路的设计难度。
[0006]于是，本专利技术提供了一种电容触控芯片，包括数字处理模块、与数字处理模块连接的LED PWM模块、减法器、积分器和阈值比较器，LED PWM模块通过SW&RX引脚控制外部LED发光，SW&RX引脚还用于与外部触控电容连接，减法器通过SW&RX引脚采集触控电容改变产生的电压值并与LED PWM模块的输出值进行减法运算得到因触控导致的电压变化值并输出给积分器，积分器在预置采集时间段内对所述电压变化值进行积分累加，累加到触控电容额定电压值所需要的积分时间，在阈值比较器中与触控判定时间阈值进行比较，并将比较结果输出给数字处理模块，若积分时间值低于阈值，则认为发生了触控事件，若积分时间值超
过阈值，则认为未发生触控事件。
[0007]优选地，上述电容触控芯片还包括：设置在LED PWM模块和SW&RX引脚之间的推挽开个开关电路。
[0008]所述推挽开关电路包括NMOS管和PMOS管，NMOS管的源极与LED PWM模块的输出端连接，NMOS管的漏极与VLED电源连接，NMOS管的栅极通过电容与LED PWM模块的输出端连接，PMOS管的源极接地，PMOS管的漏极与LED PWM模块的输出端连接，PMOS管的栅极通过电容与LED PWM模块的输出端连接，LED PWM模块的输出端连接SW&RX引脚。
[0009]其中，所述数字处理模块通过I2C信号传输接口、或者UART信号传输接口与CPU连接。
[0010]本专利技术所述电容触控芯片及电容触控芯片，通过增设减法器、积分器和阈值比较器，并将LED发光控制和外部触控电容通过单一引脚集成控制的方式，节约了芯片引脚资源，避免了硬件资源的浪费，减少了芯片外围电路的设计难度。
附图说明
[0011]图1为现有技术中电容触控芯片及其LED控制架构框图；
[0012]图2为本专利技术实施例所述电容触控芯片及其LED控制架构框图；
[0013]图3为图2所示电路无触控和有触控情形下在信号线上形成的波形图；
[0014]图4为本专利技术实施例所述电容触控芯片在实际使用中的一实施例。
具体实施方式
[0015]下面，结合附图对本专利技术进行详细描述。
[0016]如图2所示，本实施例提供了一种电容触控芯片，包括数字处理模块、与数字处理模块连接的LED PWM模块、减法器、积分器和阈值比较器，LED PWM模块通过SW&RX引脚控制外部LED发光，SW&RX引脚还用于与外部触控电容连接，减法器通过SW&RX引脚采集触控电容改变产生的电压值并与LED PWM模块的输出值进行减法运算得到因触控导致的电压变化值并输出给积分器，积分器在预置采集时间段内对所述电压变化值进行积分累加，累加到触控电容额定电压值所需要的积分时间，在阈值比较器中与触控判定时间阈值进行比较，并将比较结果输出给数字处理模块，若积分时间值低于阈值，则认为发生了触控事件，若积分时间值超过阈值，则认为未发生触控事件。
[0017]为了增加LED PWM模块的驱动能力，还可以在LED PWM模块和SW&RX引脚之间设置一个推挽开个开关电路。如图2所示，本实施例中的推挽开关电路包括NMOS管和PMOS管，NMOS管的源极与LED PWM模块的输出端连接，NMOS管的漏极与VLED电源连接，NMOS管的栅极通过电容与LED PWM模块的输出端连接，PMOS管的源极接地，PMOS管的漏极与LED PWM模块的输出端连接，PMOS管的栅极通过电容与LED PWM模块的输出端连接，LED PWM模块的输出端连接SW&RX引脚。
[0018]数字处理模块控制LED PWM模块输出如图3所示的相应的PWM波，当方波为高电平时，高压驱动的NMOS管导通，外部LED指示灯不发光；当方波为低电平时，低压驱动的PMOS管导通，外部LED发光。增加LED PWM模块的驱动能力之后，LED PWM模块以恒流源的状态给入外部LED发光。
[0019]如图3所示，在触控电容无触控情况下，SW&RX引脚信号线上是正常的恒流PWM信号，当触控电容受到触控时，电容变化将导致SW&RX引脚信号线上的电流发生微小变化，这种变化不足以造成LED亮度上肉眼可见的改变，但电容触控芯片内部的减法器会收集触控造成的额外电荷并在积分器中进行积分累加。
[0020]众所周知，手指触摸电容触控按键的时候，大约能够产生pF～nF级别的电容增大变化，而手指触控的时间至少为毫秒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电容触控芯片，包括数字处理模块、和与数字处理模块连接的LED PWM模块，其特征在于，还包括：减法器、积分器和阈值比较器，LED PWM模块通过SW&RX引脚控制外部LED发光，SW&RX引脚还用于与外部触控电容连接，减法器通过SW&RX引脚采集触控电容改变产生的电压值并与LED PWM模块的输出值进行减法运算得到因触控导致的电压变化值并输出给积分器，积分器在预置采集时间段内对所述电压变化值进行积分累加，累加到触控电容额定电压值所需要的积分时间，在阈值比较器中与触控判定时间阈值进行比较，并将比较结果输出给数字处理模块，若积分时间值低于阈值，则认为发生了触控事件，若积分时间值超过阈值，则认为未发生触控事件。2.根据权利要求1所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘弘，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：