本发明专利技术公开了一种用于电容触摸的虚拟匹配检测电路，其包括第一恒流源、第二恒流源、第一MOS管、第二MOS管、第一二极管、第二二极管、参考电容、按键引脚电容、第一比较器、第二比较器、时间检测模块、数字量化模块及第一寄存器和第二寄存器。本发明专利技术通过设置一虚拟电容，使虚拟电容值加上参考电容值与按键引脚电容值相同，既相当于给参考电容并联了一虚拟电容，此时将待测电容的变化最终转化为所匹配虚拟电容的数字量化值的变化，并通过存储在第一寄存器和第二寄存器中的数据之差计算出来，就可有效克服环境变化和寄生电容的影响，特别是可方便检测过程的数值存储和计算，使按键检测准确、简单、快速、稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电容触摸检测领域，尤其是一种用于电容触摸的虚拟匹配检测电路以及这种电路的数字量化检测方法。
技术介绍
与传统的机械式按键相比，电容式触摸感应按键美观、耐用、寿命长，已经被广泛的应用于手机、小家电、数码产品等方面。电容式触摸感应按键的简单模型可以用PCB上的一小块“覆铜焊盘”，与四周“地信号”构成一个感应电容来描述，触摸该按键会影响该电容值。现在检测电容值的方法有很多种，如电流与电压相位差检测、由电容构成的振荡器频率检测、电容桥电荷转换检测、弛张振荡器对充电时间检测等。在实际应用中发现，现有算法不能区分噪声与信号，很难实现对真正差异信号的检测，也常因环境导致的电容变化而引起误检；同时，在设定检测阈值时，由于采用的是经过转换的其他物理量而非电容变化本身，为达到有效检测的目的，算法往往较复杂。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术要解决的技术问题是提供一种可方便、正确检测电容变化的电路。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案一种用于电容触摸的虚拟匹配检测电路，其包括第一恒流源、第二恒流源、第一 MOS管、第二 MOS管、第一二极管、第二二极管、参考电容、按键引脚电容、第一比较器、第二比较器、时间检测模块、数字量化模块及第一寄存器和第二寄存器；所述第一恒流源与所述第一 MOS管的漏极连接，所述第一 MOS管的源电极通过所述参考电容接地，所述第一 MOS 管的栅极分别与信号输入端及第一二极管的阴极连接，第一二极管的阳极分别与所述第一 MOS管的源电极、第一比较器的反向输入端连接；所述第二恒流源与所述第二 MOS管的漏极连接，所述第二 MOS管的源电极通过所述按键引脚电容接地，所述第二 MOS管的栅极分别与信号输入端及第一二极管的阴极连接，第一二极管的阳极分别与所述第一 MOS管的源电极、第一比较器的反向输入端连接；所述第一比较器、第二比较器的正向输入端与参考电压连接，所述第一比较器、第二比较器的输出端与时间检测模块连接，时间检测模块还与信号输入端及数字量化模块连接，所述数字量化模块与第一寄存器、第二寄存器连接；当信号输入端输入高电平脉冲时，所述时间检测模块用来检测所述参考电容及按键引脚电容的充电时间；所述数字量化模块用于将按键引脚电容与参考电容的充电时间的差值除以参考电容的充电时间所得的数值进行二进制转换，并将其结果存储于第一寄存器或第二寄存器中。优选的，所述恒流源为电流镜。本专利技术还公开了一种上述用于电容触摸的虚拟匹配检测电路的数字量化方法，其包括如下步骤(1)信号输入端输出高电平脉冲，使参考电容、按键引脚电容充电，时间检测模块记录参考电容、按键引脚电容的充电时间T1、T2，通过数字量化模块计算(Τ2-Τ1)/Τ1的值， 定义虚拟电容Cv = (T2-Tl)/Tl*CKrf，将虚拟电容Cv的值转化为二进制存储到第一寄存器内，第一寄存器内存储的值为未发生触摸时的初始虚拟电容值； (2)信号输入端变为低电平，使参考电容、按键引脚电容分别通过第一二极管、第二二极管进行放电，当参考电容、按键引脚电容放电完成后，当信号输入端再次变为高电平时，参考电容、按键引脚电容充电，时间检测模块记录参考电容、按键引脚电容的充电时间 Tl、T2，通过数字量化模块计算(T2-TD/T1的值，并计算相应的虚拟电容Cv，将虚拟电容Cv 存储到第二寄存器中，第二寄存器内存储的为触摸虚拟电容值； (3)将第二寄存器内的触摸虚拟电容值与第一寄存器内的初始虚拟电容值进行比较，当差值大于设定的阈值时，表示有按键触摸，当差值小于设定的阈值时，表示无按键触摸；(4)将第二寄存器内的触摸检测值存储到第一寄存器内作为新的初始虚拟电容值，然后执行步骤进行重复检测。优选的，所述寄存器为16位寄存器，其中最高位为符号位，正为0，负为1，最低8 位存储小数部分，其余的用于存储整数部分，即除最高位外，按照从高到低各位分别代表26 cy5 “ β cy~7 cy~8、乙、、乙 、乙 ο优选的，所述寄存器采用SRAM。上述技术方案具有如下有益效果因为在触摸电容检测时，当参考电容值与按键引脚电容值相差不大时，其检测最为灵敏，本专利技术通过设置虚拟电容的方法，虚拟电容值加参考电容值与按键引脚电容值相同，既相当于给参考电容并联了一虚拟电容，此时将待测电容的变化最终转化为所匹配虚拟电容的数字量化值的变化，并通过存储在第一寄存器和第二寄存器中的数据之差计算出来，可有效克服环境变化和寄生电容的影响，特别是可方便检测过程的数值存储和计算，使按键检测准确、简单、快速、稳定。上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段， 并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。 本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明图1为本专利技术实施例的结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细介绍。如图1所示，一用于电容触摸的虚拟匹配检测电路，其包括第一恒流源II、第二恒流源12、第一 MOS管Ml、第二 MOS管M2、第一二极管D1、第二二极管D2、参考电容CKef、按键引脚电容Cx、第一比较器3、第二比较器4、时间检测模块5、数字量化模块6及第一寄存器7 和第二寄存器8，其中恒流源可采用电流镜。第一恒流源Il与第一 MOS管的漏极连接，第一 MOS管Ml的源电极通过参考电容 CKef接地，第一MOS管Ml的栅极分别与信号输入端Enl及第一二极管Dl的阴极连接，第一二极管Dl的阳极分别与第一 MOS管Ml的源电极、第一比较器3的反向输入端连接。5第二恒流源I 2与第二 MOS管M2的漏极连接，第二 MOS管M2的源电极通过按键引脚电容Cx接地，第二 MOS管M2的栅极分别与信号输入端Enl及第一二极管Dl的阴极连接，第一二极管Dl的阳极分别与第一MOS管Ml的源电极、第一比较器3的反向输入端连接。 第一比较器3、第二比较器4的正向输入端与参考电压Vltef连接，第一比较器3、第二比较器 4的输出端与时间检测模块5连接，时间检测模块5还与信号输入端Enl、En2及数字量化模块6连接，所述数字量化模块6与第一寄存器7、第二寄存器8连接。当信号输入端Enl、En2输入高电平脉冲时，时间检测模块5用来检测所述参考电容Cltef及按键引脚电容Cx的充电时间Tl、T2。述数字量化模块6用于将按键引脚电容Cx 与参考电容Cltef的充电时间的差值除以参考电容Cltef的充电时间所得的数值进行二进制转换，并将其结果存储于第一寄存器7或第二寄存器8中。该用于电容触摸的虚拟匹配检测电路的信号输入端Enl、En2输出高电平脉冲，使第一恒流源II、第二恒流源12分别通过第一 MOS管Ml、第二 MOS管M2给参考电容CKef、按键引脚电容Cx充电，当参考电容Cltef的电压大于VKrf时，第一比较器3反转，当按键引脚电容Cx的电压大于Vltef时，第二比较器4反转。第一比较器3、第二比较器4与时间检测模块 5连接，当Enl、En2输出高电平脉冲时时间检测模块5内两个子单元开始计时，当第一比较器3或第二比较器4反转时，相应的子单元停止计时，这样时间检测模块5内两个子单元存储的时间也就是参考电容CKrf、按键引脚本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种用于电容触摸的虚拟匹配检测电路，其特征在于：其包括第一恒流源（Ｉ１）、第二恒流源（Ｉ２）、第一ＭＯＳ管（Ｍ１）、第二ＭＯＳ管（Ｍ２）、第一二极管（Ｄ１）、第二二极管（Ｄ２）、参考电容（ＣＲｅｆ）、按键引脚电容（ＣＸ）、第一比较器（３）、第二比较器（４）、时间检测模块（５）、数字量化模块（６）及第一寄存器（７）和第二寄存器（８）；所述第一恒流源（Ｉ１）与所述第一ＭＯＳ管（Ｍ１）的漏极连接，所述第一ＭＯＳ管（Ｍ１）的源电极通过所述参考电容（ＣＲｅｆ）接地，所述第一ＭＯＳ管（Ｍ１）的栅极分别与信号输入端（Ｅｎ１）及第一二极管（Ｄ１）的阴极连接，第一二极管（Ｄ１）的阳极分别与所述第一ＭＯＳ管（Ｍ１）的源电极、第一比较器（３）的反向输入端连接；所述第二恒流源（Ｉ２）与所述第二ＭＯＳ管（Ｍ２）的漏极连接，所述第二ＭＯＳ管（Ｍ２）的源电极通过所述按键引脚电容（ＣＸ）接地，所述第二ＭＯＳ管（Ｍ２）的栅极分别与信号输入端（Ｅｎ１）及第一二极管（Ｄ１）的阴极连接，第一二极管（Ｄ１）的阳极分别与所述第一ＭＯＳ管（Ｍ１）的源电极、第一比较器（３）的反向输入端连接；所述第一比较器（３）、第二比较器（４）的正向输入端与参考电压（ＶＲｅｆ）连接，所述第一比较器（３）、第二比较器（４）的输出端与时间检测模块（５）连接，时间检测模块（５）还与信号输入端（Ｅｎ１、Ｅｎ２）及数字量化模块（６）连接，所述数字量化模块（６）与第一寄存器（７）、第二寄存器（８）连接；当信号输入端（Ｅｎ１、Ｅｎ２）输入高电平脉冲时，所述时间检测模块（５）用来检测所述参考电容（ＣＲｅｆ）及按键引脚电容（ＣＸ）的充电时间（Ｔ１、Ｔ２）；所述数字量化模块（６）用于将按键引脚电容（ＣＸ）与参考电容（ＣＲｅｆ）的充电时间的差值除以参考电容（ＣＲｅｆ）的充电时间所得的数值进行二进制转换，并将其结果存储于第一寄存器（７）或第二寄存器（８）中。...
【技术特征摘要】
1.一种用于电容触摸的虚拟匹配检测电路，其特征在于其包括第一恒流源(II)、第二恒流源(12)、第一 MOS管(Ml)、第二 MOS管(M2)、第一二极管(Dl)、第二二极管(D2)、参考电容(Cltef)、按键引脚电容(Cx)、第一比较器(3)、第二比较器(4)、时间检测模块(5)、数字量化模块(6)及第一寄存器(7)和第二寄存器(8)；所述第一恒流源(Il)与所述第一 MOS管(Ml)的漏极连接，所述第一 MOS管(Ml)的源电极通过所述参考电容(CKef)接地，所述第一 MOS管(Ml)的栅极分别与信号输入端(Enl) 及第一二极管(Dl)的阴极连接，第一二极管(Dl)的阳极分别与所述第一 MOS管(Ml)的源电极、第一比较器(3)的反向输入端连接；所述第二恒流源(12)与所述第二 MOS管(M2)的漏极连接，所述第二 MOS管(M2)的源电极通过所述按键引脚电容(Cx)接地，所述第二 MOS管(M2)的栅极分别与信号输入端 (Enl)及第一二极管(Dl)的阴极连接，第一二极管(Dl)的阳极分别与所述第一MOS管(Ml) 的源电极、第一比较器⑶的反向输入端连接；所述第一比较器(3)、第二比较器⑷的正向输入端与参考电压(Vltef)连接，所述第一比较器(3)、第二比较器⑷的输出端与时间检测模块(5)连接，时间检测模块(5)还与信号输入端(Enl、EM)及数字量化模块(6)连接，所述数字量化模块(6)与第一寄存器(7)、 第二寄存器(8)连接；当信号输入端(Enl、EM)输入高电平脉冲时，所述时间检测模块( 用来检测所述参考电容(CEef)及按键引脚电容(Cx)的充电时间(T1、T2)；所述数字量化模块(6)用于将按键引脚电容(Cx)与参考电容(Cltef)的充电时间的差值除以参考电容(Cltef)的充电时间所得的数值进行二进制转换，并将其结果存储于第一寄存器(7)或第二寄存器(8)中。2.根据权利要求1所述的用于电容触摸的虚拟匹配检测电路，其特征在于所述恒流源为电流镜...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩兴成，万海军，韩雨亭，
申请(专利权)人：韩兴成，
类型：发明
国别省市：32
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