【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电路设计，尤其涉及一种电容按键识别装置及方法。
技术介绍
1、随着电子科学技术的不断发展，电容式触摸按键的应用越来越广泛，消费类电子和家用电器上的传统机械式按键逐步被电容式触摸按键所替代。传统的机械式按键的实现电路较复杂，容易磨损，使用寿命较短，防水性能较差。而电容式触摸按键没有任何的机械部件，不会磨损，使用寿命长，减少后期维护成本；电容式触摸按键不需要人体直接接触金属，可消除安全隐患；电容式触摸按键面板图案、按键大小、形状任意设计，字符、商标、透视窗等任意搭配，外型美观、时尚，不褪色、不变形、经久耐用；电容式触摸按键感测部分可以放置到任何绝缘层(通常为玻璃或塑料材料)的后面，很容易制成与周围环境相密封的键盘，受周围环境影响较小。
2、目前市面上主流的是两种触摸按键解决方案，一种是mcu搭配专用的触摸按键芯片，一种是集成了触摸按键的mcu。这两种方式都需要有触摸按键模块的参与，通用性不强，软件可移植性不好，开发周期长，使用成本高。
技术实现思路
1、本专利技术的技术目的是提供一种电容按键识别装置及方法，以解决现有触摸按键通用性差、使用成本高的技术问题。
2、为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：
3、一种电容按键识别装置，包括：
4、若干按键电容、充电电容和控制单元；
5、控制单元设有若干gpio端口，其中，若干gpio端口包括控制端口、第一检测端口和第二检测端口，控制端口的数量与按键电容的数量相一致；p>
6、按键电容的一端依次与相对应的控制端口电连接，按键电容的另一端与均与充电电容的一端电连接；
7、充电电容与按键电容连接一端与第一检测端口电连接，充电电容的另一端与第二检测端口电连接。
8、其中，控制单元用于控制各gpio端口以实现不同的工作状态阶段，以实现对被按压的按键电容进行检测；
9、工作状态阶段包括：复位阶段、第一充电阶段、第二充电阶段以及读取阶段；
10、复位阶段下，将按键电容和充电电容的电荷放掉；
11、第一充电阶段下，向选定的按键电容充电；
12、第二充电阶段下，由按键电容向充电电容充电；
13、读取阶段下，由控制单元读取充电电容的电压。
14、具体地，复位阶段下，控制端口、第一检测端口和第二检测端口均处于输出低电平状态；
15、第一充电阶段下，选定的控制端口为输出高电平状态，其余控制端口为输入状态，第一检测端口为输出高电平状态，第二检测端口为输入状态；
16、第二充电阶段下，选定的控制端口为输出高电平状态，其余控制端口为输入状态，第一检测端口为输入状态，第二检测端口为输出低电平状态；
17、读取阶段下，选定的控制端口为输出低电平状态，其余控制端口为输入状态，第一检测端口为输入状态，第二检测端口为输入状态。
18、一种电容按键识别方法，应用于上述的电容按键识别装置，包括如下步骤：
19、复位阶段，对各gpio端口的电位进行复位，其中，gpio端口包括控制端口、第一检测端口和第二检测端口；
20、第一充电阶段，选取一控制端口，以及与控制端口相对应电连接的按键电容，令控制端口向按键电容充电，充电次数加1，并记录充电次数；
21、第二充电阶段，令充电后的按键电容向与之电连接的充电电容进行电荷转移；
22、读取阶段，通过读取第一检测端口的电压并判断是否为高电平，若为低则重复第一充电阶段至读取阶段，直至所有的控制端口均检测完成；
23、判断阶段，根据各控制端口相对应的按键电容的充电次数，判断出被按下的按键电容。
24、其中，复位阶段下，控制端口、第一检测端口和第二检测端口均处于输出低电平状态；
25、第一充电阶段下，选定的控制端口为输出高电平状态，其余控制端口为输入状态，第一检测端口为输出高电平状态，第二检测端口为输入状态；
26、第二充电阶段下，选定的控制端口为输出高电平状态，其余控制端口为输入状态，第一检测端口为输入状态，第二检测端口为输出低电平状态；
27、读取阶段下，选定的控制端口为输出低电平状态，其余控制端口为输入状态，第一检测端口为输入状态，第二检测端口为输入状态。
28、其中，判断阶段具体为，将各按键电容的充电次数与预设基准值进行比较，将充电次数小于预设基准值的按键电容判定为下压的按键电容。
29、进一步优选地，判断阶段下，还需要判断按下的按键电容是否存在，若存在则令滤波次数加1，若不存在则跳转至复位阶段；其中，滤波次数的初始值为0。
30、进一步优选地，在判断阶段下，还需要判断滤波次数是否等于预设阈值，若滤波次数小于则跳转至复位阶段；若等于则判断循环预设阈值次数后，分别得到的按键电容是否一致，若为一致则判定按键电容被按下，否则跳转至复位阶段。
31、本专利技术由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
32、控制单元mcu都具有通用输入输出口(gpio)，本专利技术采用mcu的通用输入输出端口来模拟实现电容式触摸按键，不需要专用的按键触摸芯片和特定功能的mcu，通用性强，只需要对软件地简单修改，便可实现移植，移植性好，缩短了开发周期，节省了应用成本。本专利技术还通过滤波算法，用来提高触摸按键的稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电容按键识别装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电容按键识别装置，其特征在于，所述控制单元用于控制各所述GPIO端口以实现不同的工作状态阶段，以实现对被按压的所述按键电容进行检测；
3.根据权利要求2所述的电容按键识别装置，其特征在于，
4.一种电容按键识别方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3任意一项所述的电容按键识别装置，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的电容按键识别方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的电容按键识别方法，其特征在于，所述判断阶段具体为，将各所述按键电容的充电次数与预设基准值进行比较，将充电次数小于预设基准值的所述按键电容判定为下压的所述按键电容。
7.根据权利要求4所述的电容按键识别方法，其特征在于，
8.根据权利要求7所述的电容按键识别方法，其特征在于，在所述判断阶段下，还需要判断所述滤波次数是否等于预设阈值，若所述滤波次数小于所述则跳转至所述复位阶段；
【技术特征摘要】
1.一种电容按键识别装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电容按键识别装置，其特征在于，所述控制单元用于控制各所述gpio端口以实现不同的工作状态阶段，以实现对被按压的所述按键电容进行检测；
3.根据权利要求2所述的电容按键识别装置，其特征在于，
4.一种电容按键识别方法，其特征在于，应用于如权利要求1至3任意一项所述的电容按键识别装置，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的电容按键识别方...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈雪峰，周玉洁，孙坚，
申请(专利权)人：上海航芯电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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