電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及觸控【技術領域】，公開了一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。本發(fā)明中，將包含了橫排導線和豎排導線的傳感器和天線復用陣列布設在觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，采用切換開關陣列實現(xiàn)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。當作為電容觸控系統(tǒng)使用時，切換開關陣列的所有開關處于斷開狀態(tài)，橫排導線和豎排導線為電容屏的傳感器，每一根都單獨使用；當作為電磁觸控系統(tǒng)使用時，切換開關陣列的部分開關處于關閉狀態(tài)，將橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。通過對傳感器和天線復用陣列進行動態(tài)配置和連接，實現(xiàn)電容觸控傳感器和電磁觸控天線的復用，從而減小屏幕模組的整體厚度，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及觸控【技術領域】，特別涉及電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]觸控技術在很多產(chǎn)品中作為輸入控制使用。隨著智能手機，平板電腦的普及，觸控技術的應用更加廣泛。這些設備因為便攜性，設備尺寸的限制等等通常不會有外置的鍵盤鼠標等輸入設備。觸控輸入作為一種自然方便的輸入方法具有強大的吸引力。觸控輸入技術也有多種分類，其中電磁觸控筆輸入是一個重要的應用。利用電磁觸控筆，用戶可以在設備上直接進行手寫輸入，還可以模擬鼠標操作等。與平時使用的用手指直接觸控的電容屏或電阻屏不同，電磁觸控筆輸入是靠電磁筆書寫過程中和面板下方的感應器產(chǎn)生的耦合信號變化來識別滑動，一般電磁屏幕不但具有位置檢測，同時還具有縱向感應，也就是所說的壓感，所以電磁屏幕特別適合手寫以及繪畫。通常電磁屏需要用電磁筆才能進行觸摸操控，不可以用手指直接觸控。
[0003]如圖1所示，在智能手機，平板電腦，手寫板等設備中，植入了專門用于接收電磁信號的天線陣列。在使用時，觸控筆發(fā)出某種形式的電磁信號，在觸控面板接收端，通過檢測這些天線上的接收信號，可以判讀觸控筆的位置等信息，達到書寫的效果。
[0004]隨著智能手機和平板電腦等設備的普及，用戶對于輸入的方便簡捷性能要求也更高。不但要求在同一個屏幕上可以進行電磁筆觸控輸入，同時還要求可以進行手指直接觸控輸入。目前的采用方案通常是在一個顯示屏幕上或下面分別疊加一重用于檢測手指直接觸控輸入的觸控傳感器和一重用于檢測電磁筆觸控輸入的天線。但是由于這種多層疊加，屏幕模組的整體厚度會增加，同時生產(chǎn)成本也大大增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，使得電磁觸控和手指電容觸控復用一層觸控感應傳感器或天線，減小屏幕模組的整體厚度，同時也降低了生產(chǎn)成本。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明的實施方式提供了一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，包含:觸控屏面板、傳感器和天線復用陣列、切換開關陣列；
[0007]所述傳感器和天線復用陣列位于所述觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，包含橫排導線和豎排導線；
[0008]當所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時，所述切換開關陣列的所有開關處于斷開狀態(tài)；所述橫排導線和所述豎排導線為電容屏的傳感器，每一根都單獨使用；
[0009]當所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時，所述切換開關陣列的部分開關處于關閉狀態(tài)，將所述橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。
[0010]本發(fā)明實施方式相對于現(xiàn)有技術而言，將包含了橫排導線和豎排導線的傳感器和天線復用陣列布設在觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，采用切換開關陣列實現(xiàn)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。當電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時，切換開關陣列的所有開關處于斷開狀態(tài)；橫排導線和豎排導線為電容屏的傳感器，每一根都單獨使用；當電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時，切換開關陣列的部分開關處于關閉狀態(tài)，將橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。通過對橫排導線或豎排導線進行動態(tài)配置和連接，實現(xiàn)電容觸控傳感器和電磁觸控天線的復用，從而減小屏幕模組的整體厚度，同時也降低了生產(chǎn)成本。
[0011]另外，所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)還包含:電磁屏主芯片；所述電磁屏主芯片依次掃描兩根橫排導線或兩根豎排導線連接起來形成的天線回路，讀取所述形成回路的天線上的感應信號；
[0012]每一次掃描時，所述電磁屏主芯片指定欲連接的橫排導線或豎排導線，并發(fā)送控制信號給所述切換開關陣列；所述切換開關陣列根據(jù)接收到的控制信號，將所述指定的橫排導線或豎排導線連接起來；
[0013]其中，所述指定的橫排導線或豎排導線包含橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組。
[0014]通過單顆芯片做電磁信號掃描，控制切換開關陣列進行天線回路的連接，可以實現(xiàn)電磁觸控和電容觸控共用一組觸控傳感器的觸控模組。
[0015]另外，所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)還包含:電磁屏主芯片和電磁屏從芯片；
[0016]所述電磁屏主芯片具有主同步切換模塊，所述電磁屏從芯片具有從同步切換模塊，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊進行通信；
[0017]所述主同步切換模塊將指定橫排導線或豎排導線的數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述從同步切換模塊；所述電磁屏從芯片根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，控制所述切換開關陣列將指定的橫排導線或豎排導線連接起來，形成天線回路；所述電磁屏主芯片讀取所述形成回路的天線上的感應
信號;
[0018]其中，所述指定橫排導線或豎排導線包含橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組。
[0019]通過兩個電磁屏芯片實現(xiàn)同步切換天線，使得電磁屏主芯片可以在從芯片的配合下掃描所有線圈的感應電動勢的值，從而準確地判斷手寫筆的筆尖所在的位置，利用這種技術，可以實現(xiàn)電磁觸控和電容觸控共用一組觸控傳感器的觸控模組。
[0020]另外，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊通過一根數(shù)據(jù)傳輸線進行數(shù)據(jù)傳送;
[0021]當所述電磁屏主芯片沒有傳送數(shù)據(jù)給所述電磁屏從芯片時，所述數(shù)據(jù)傳輸線處于低電平狀態(tài)；
[0022]當所述電磁屏主芯片傳送數(shù)據(jù)給所述電磁屏從芯片時，采用預設的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳送；其中，所述預設的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議包含:
[0023](I) 一個單位時間包含N個系統(tǒng)時鐘周期；所述N的取值通過系統(tǒng)總線配置；
[0024](2)所述電磁屏主芯片在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，依次發(fā)送起始位、數(shù)據(jù)幀長度標志和有效數(shù)據(jù)幀；其中，所述起始位為若干個單位時間的高電平；
[0025](3)第一有效數(shù)據(jù)比特由L個單位時間低電平和H個單位時間高電平組成，第二有效數(shù)據(jù)比特由H個單位時間低電平和L個單位時間高電平時間組成，且有效數(shù)據(jù)總是先發(fā)送低電平，再發(fā)送高電平；其中，所述L和所述H為預設值。
[0026]通過一根數(shù)據(jù)傳輸線進行數(shù)據(jù)傳送，可以使得電磁屏主芯片和電磁屏從芯片的電路連接簡單；通過數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳送，可以使得電磁屏主芯片和電磁屏從芯片之間能進行可靠而高效的數(shù)據(jù)傳送。
[0027]另外，所述從同步切換模塊包含:比特檢測計數(shù)器；
[0028]在所述數(shù)據(jù)傳輸線為低電平時，所述比特檢測計數(shù)器的計數(shù)值在下一系統(tǒng)時鐘周期減I ;當所述數(shù)據(jù)傳輸線為高電平時，所述計數(shù)值在下一系統(tǒng)時鐘周期加I;每次數(shù)據(jù)傳輸線上電平發(fā)生下降沿跳變時，所述計數(shù)值清零；
[0029]在所述數(shù)據(jù)傳輸線的起始位下降沿跳變除外的每次下降沿跳變前，所述電磁屏從芯片檢測所述比特檢測計數(shù)器的最高比特位；如果所述比特檢測計數(shù)器的最高比特位為1，則說明有效數(shù)據(jù)比特的低電平持續(xù)時間大于高電平持續(xù)時間，判定所述有效數(shù)據(jù)比特為I;如果所述比特檢測計數(shù)器的最高比特位為0，則說明有效數(shù)據(jù)比特的低電平持續(xù)時間小于高電平持續(xù)時間，判定所述有效數(shù)據(jù)比特位為O。
[0030]采用計數(shù)器進行有效數(shù)據(jù)比特位的檢測，通過簡單的數(shù)據(jù)檢測方式，可以提高數(shù)據(jù)傳送效率。
[0031]另外，所述從同步切換模塊包含:錯誤檢測和恢復模塊；
[0032]所述錯誤檢測和恢復模塊在檢測到非空閑狀態(tài)中，所述電磁屏從芯片接收的數(shù)據(jù)中有超過預設個數(shù)的低電平時，則判定所述電磁屏從芯片接收錯誤；
[0033]其中，所述低電平的預設個數(shù)是可配置的；
[0034]所述錯誤檢測和恢復模塊在所述電磁屏從芯片允許所述從同步切換模塊檢測接收錯誤中斷的情況下，所述錯誤檢測和恢復模塊檢測到接收錯誤時，產(chǎn)生中斷報告給所述電磁屏從芯片；所述電磁屏從芯片一接收到所述中斷報告，立即自動進入空閑狀態(tài)，重新開始接收下一幀數(shù)據(jù)。
[0035]通過錯誤檢測和恢復模塊，從同步切換模塊可及時發(fā)現(xiàn)從機接收數(shù)據(jù)過程中的錯誤，提高數(shù)據(jù)傳送效率。
[0036]另外，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊分別包含:同步切換計數(shù)器；
[0037]所述同步切換計數(shù)器通過系統(tǒng)總線配置一個預設值；當所述電磁屏主芯片發(fā)送完起始位，或者所述電磁屏從芯片接收完起始位時，所述同步切換計數(shù)器的計數(shù)值清零；所述同步切換計數(shù)器的計數(shù)值總是在下一系統(tǒng)時鐘周期加1，直到所述計數(shù)值等于預設值時，所述同步切換計數(shù)器產(chǎn)生一個中斷報告給所述電磁屏主芯片或者所述電磁屏從芯片，所述電磁屏主芯片或者所述電磁屏從芯片同步切換天線。
[0038]采用同步切換計數(shù)器，使得電磁屏主芯片無需等待電磁屏從芯片的反饋，即可實現(xiàn)電磁屏主芯片或者電磁屏從芯片的天線同步切換，提高系統(tǒng)工作效率。
[0039]另外，所述主同步切換模塊具有3種可配置的數(shù)據(jù)傳送模式:第一傳送模式、第二傳送模式和第三傳送模式；
[0040]所述第一傳送模式，只要所述電磁屏主芯片向所述主同步切換模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，所述主同步切換模塊立即把數(shù)據(jù)發(fā)送給所述從同步切換模塊；
[0041]所述第二傳送模式，當數(shù)據(jù)幀開始的有效信號到來時，所述主同步切換模塊立即將發(fā)送緩沖區(qū)保存的數(shù)據(jù)發(fā)送出去；其中，所述發(fā)送緩沖區(qū)位于所述主同步切換模塊內(nèi)；[0042]所述第三傳送模式，當數(shù)據(jù)幀開始的有效信號到來時，只有在數(shù)據(jù)幀開始的有效信號到來前，所述電磁屏主芯片更新了所述主同步切換模塊的發(fā)送緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)，所述主同步切換模塊才將所述發(fā)送緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，否則它不發(fā)送數(shù)據(jù)給所述從同步切換模塊。
[0043]提供多種數(shù)據(jù)傳送模式供主同步切換模塊選擇使用，提高數(shù)據(jù)傳送的靈活性。
[0044]另外，所述數(shù)據(jù)幀開始的有效信號具有2種可配置的模式:第一數(shù)據(jù)幀開始模式和第二數(shù)據(jù)幀開始模式；
[0045]所述第一數(shù)據(jù)幀開始模式，直接以數(shù)據(jù)幀開始的輸入信號作為數(shù)據(jù)幀開始的有效
信號;
[0046]所述第二數(shù)據(jù)幀開始模式，將數(shù)據(jù)幀開始的輸入信號延遲一段時間后，作為數(shù)據(jù)幀開始的有效信號；其中，所述延遲時間的值通過系統(tǒng)總線配置。
[0047]提供多種數(shù)據(jù)幀開始的有效信號形式，進一步提高數(shù)據(jù)傳送的靈活性。
[0048]另外，所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊具有3種中斷請求類型:從同步切換模塊檢測接收錯誤產(chǎn)生中斷請求，主同步切換模塊的數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成或從同步切換模塊的數(shù)據(jù)幀接收完成時產(chǎn)生中斷請求，主同步切換模塊或從同步切換模塊的同步切換計數(shù)器的計數(shù)值達到預設值時也會產(chǎn)生中斷請求；
[0049]當所述3種中斷請求允許被使能時，如果滿足中斷條件，所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊就會產(chǎn)生相應的中斷，報告給所述電磁屏主芯片或所述電磁屏從芯片去處理；
[0050]所述電磁屏主芯片或所述電磁屏從芯片向所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊的相應的中斷標志位寫入清除中斷的標志，清除相應的中斷。
[0051]采用中斷處理機制，提高電磁屏主芯片或電磁屏從芯片的并發(fā)處理能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0052]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術的電磁觸控設備示意圖；
[0053]圖2是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時的不意圖；
[0054]圖3是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時的不意圖；
[0055]圖4是根據(jù)本發(fā)明第一實施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時的另一種不意圖；
[0056]圖5是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時的不意圖；
[0057]圖6是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)的同步切換天線模塊的不意圖；
[0058]圖7是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送時序示意圖；
[0059]圖8是根據(jù)本發(fā)明第二實施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送狀態(tài)轉移不意圖?！揪唧w實施方式】
[0060]為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明的各實施方式進行詳細的闡述。然而，本領域的普通技術人員可以理解，在本發(fā)明各實施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節(jié)。但是，即使沒有這些技術細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權利要求所要求保護的技術方案。
[0061]本發(fā)明的第一實施方式涉及一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含:觸控屏面板、傳感器和天線復用陣列、切換開關陣列；其中，傳感器和天線復用陣列位于觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，包含橫排導線和豎排導線。
[0062]當電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時，切換開關陣列的所有開關處于斷開狀態(tài)；橫排導線和豎排導線為電容屏的傳感器，每一根都單獨使用。也就是說，為了達到電磁觸控和手指電容觸控的復用，在觸控屏面板里面橫豎都布滿了傳感器/天線，且橫排天線和豎排天線不在一個平面上，橫排和豎排的傳感器都是平行的模式，可以是直線，也可以包含特殊的圖案。當這個面板做電容屏使用時，只需要電容屏主芯片，如圖2所示。這時候面板上的每根天線都是單獨的，沒有形成回路。橫豎天線相交的位置形成互感電容，當人的手指在電容屏面板上滑動時，不同位置的電容值不同，電容屏主芯片就是根據(jù)各點電容值的變化情況來判斷人手指的位置的。
[0063]當面板做電磁屏使用時，為了接收電磁筆發(fā)射的信號，需要將橫排平行天線或者豎排平行天線會一一連結起來，形成線圈回路。當線圈所在的磁場發(fā)生變化時，線圈上會產(chǎn)生感應信號。隨著手寫筆書寫位置的改變，手寫筆發(fā)出的電磁波信號產(chǎn)生的磁場也隨之變化，使得各個線圈上產(chǎn)生的感應信號也發(fā)生變化。電磁屏的主芯片就是根據(jù)各個線圈的感應信號的變化來判斷手寫筆的書寫位置的。具體地說，當電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時，切換開關陣列的部分開關處于關閉狀態(tài)，將橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路，如圖3所示。通過單顆芯片做電磁信號掃描，控制切換開關陣列進行天線回路的連接，可以實現(xiàn)電磁觸控和電容觸控共用一組觸控傳感器的觸控模組。
[0064]當電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時，電磁屏主芯片依次掃描兩根橫排導線或兩根豎排導線連接起來形成的天線回路，讀取形成回路的天線上的感應信號。每一次掃描時，電磁屏主芯片指定欲連接的橫排導線或豎排導線，并發(fā)送控制信號給切換開關陣列；切換開關陣列根據(jù)接收到的控制信號，將指定的橫排導線或豎排導線連接起來；其中，指定的橫排導線或豎排導線包含橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組。
[0065]比如說，如圖3所示，切換開關陣列包含一根連接線和若干個電子開關，其中，電子開關的個數(shù)與橫排導線和豎排導線的總數(shù)一致。當電磁屏主芯片準備掃描某兩根橫排導線或豎排導線連接形成的天線回路時，向切換開關陣列發(fā)送控制信號，切換開關陣列閉合指定的橫排導線或豎排導線相應的開關，電磁屏主芯片讀取該指定的橫排導線或豎排導線形成的天線回路上的感應信號。
[0066]或者，如圖4所示，切換開關陣列包含若干根連接線和若干個電子開關，其中，電子開關的個數(shù)與橫排導線和豎排導線的總數(shù)一致，并且電子開關為多觸點開關。當電磁屏主芯片準備掃描多組橫排導線或豎排導線連接形成的天線回路時，向切換開關陣列發(fā)送控制信號，切換開關陣列閉合指定的橫排導線或豎排導線相應的開關，形成天線陣列，電磁屏主芯片依次讀取每一個天線回路上的感應信號。
[0067]與現(xiàn)有技術相比，本實施方式將包含了橫排導線和豎排導線的傳感器和天線復用陣列布設在觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，采用切換開關陣列實現(xiàn)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。當電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時，切換開關陣列的所有開關處于斷開狀態(tài)；橫排導線和豎排導線為電容屏的傳感器，每一根都單獨使用；當電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時，切換開關陣列的部分開關處于關閉狀態(tài)，將橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。通過對橫排導線或豎排導線進行動態(tài)配置和連接，實現(xiàn)電容觸控傳感器和電磁觸控天線的復用，從而減小屏幕模組的整體厚度，同時也降低了生產(chǎn)成本。
[0068]本發(fā)明的第二實施方式涉及一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。第二實施方式在第一實施方式基礎上做了進一步改進，主要改進之處在于:在本發(fā)明第二實施方式中，當電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時，具有電磁屏主芯片和電磁屏從芯片，如圖5所示。電磁屏主芯片具有主同步切換模塊，電磁屏從芯片具有從同步切換模塊，該主同步切換模塊和從同步切換模塊進行通信。通過兩個電磁屏芯片實現(xiàn)同步切換天線，進行動態(tài)配置和連接，使得電磁屏主芯片可以在從芯片的配合下掃描所有線圈的感應電動勢的值，從而準確地判斷手寫筆的筆尖所在的位置，利用這種技術，可以實現(xiàn)電磁觸控和電容觸控共用一組觸控傳感器的觸控模組。
[0069]具體地說，主同步切換模塊將指定橫排導線或豎排導線的數(shù)據(jù)，發(fā)送給從同步切換模塊；電磁屏從芯片根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，控制切換開關陣列將指定的橫排導線或豎排導線連接起來，形成天線回路；電磁屏主芯片讀取形成回路的天線上的感應信號；其中，指定橫排導線或豎排導線包含橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組。
[0070]由于電磁屏主芯片連接了可以多達120根的橫排天線和豎排天線，為了準確地判斷手寫筆的位置，電磁屏主芯片的處理器需要依次對這些天線連接成的線圈進行掃描。同時為了提高天線掃描的靈活性，本實施方式采用電磁屏從芯片來連接不同橫排或豎排天線。當然從芯片具體怎樣連接天線是根據(jù)主芯片的傳給它的數(shù)據(jù)來做的。每次掃描一個線圈時，從芯片要根據(jù)主芯片的數(shù)據(jù)連接構成線圈的2根天線，然后主芯片讀取線圈兩端的感應信號。由于每判斷一次手寫筆的位置，需要主芯片需要掃描很多線圈，依次讀取它們兩端的感應信號。這就要求主芯片發(fā)送數(shù)據(jù)給從芯片，從芯片接收數(shù)據(jù)后將指定的天線連接成線圈，然后主芯片讀取線圈的感應信號等，這一系列過程要同步，即通過電磁屏芯片同步切換天線技術實現(xiàn)。
[0071]電磁屏芯片同步切換天線技術，是指當手寫筆在面板上書寫時，產(chǎn)生隨筆尖位置變化的電磁波信號，產(chǎn)生變化的磁場。同時電磁屏主芯片發(fā)送數(shù)據(jù)給電磁屏從芯片，從芯片接收到數(shù)據(jù)后將面板上指定的橫排或者豎排天線連接起來，形成線圈。線圈處在變化的磁場中，兩端會產(chǎn)生感應信號。電磁屏主芯片讀取線圈兩端的感應信號后，進行相關的處理。然后主芯片發(fā)送下一個數(shù)據(jù)給從芯片，從芯片收到數(shù)據(jù)后同步切換天線，或者說將指定的天線連結成線圈，接著主芯片讀入相應線圈的感應信號，并進行后續(xù)處理。依次類推，直到主芯片讀入所有線圈的感應信號，進行處理后，可以準確地判斷筆尖的位置。[0072]本實施方式的電磁屏芯片的同步切換天線模塊(以下簡稱同步模塊)如圖6所示。同步模塊用來在兩個電磁屏芯片之間同步傳送數(shù)據(jù)，以便電磁屏從芯片切換天線。對于任意一個電磁屏芯片，它的同步模塊要么被配置成主機(即主同步切換模塊)，要么被配置成從機(即從同步切換模塊)。如將電磁屏芯片的同步模塊配置成主機，則稱這個芯片為電磁屏主芯片，如將電磁屏芯片的同步模塊配置成從模式，則稱這個芯片為電磁屏從芯片。同步模塊工作在單工模式，電磁屏主芯片的同步模塊只能發(fā)送數(shù)據(jù)，從芯片的模塊只能接收數(shù)據(jù)。
[0073]同步模塊的主機傳送數(shù)據(jù)給從機時，只用一根數(shù)據(jù)傳輸線，可以使得電磁屏主芯片和電磁屏從芯片的電路連接簡單。也就是說，主同步切換模塊和從同步切換模塊通過一根數(shù)據(jù)傳輸線進行數(shù)據(jù)傳送。當主機沒有傳送數(shù)據(jù)給從機時(即:當電磁屏主芯片沒有傳送數(shù)據(jù)給電磁屏從芯片時)，這根傳輸線總是處于低電平狀態(tài)。當電磁屏主芯片傳送數(shù)據(jù)給電磁屏從芯片時，采用預設的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳送，可以使得電磁屏主芯片和電磁屏從芯片之間能進行可靠而高效的數(shù)據(jù)傳送。其中，預設的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議包含:
[0074](I) 一個單位時間包含N個系統(tǒng)時鐘周期；N的取值通過系統(tǒng)總線配置；
[0075](2)電磁屏主芯片在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，依次發(fā)送起始位、數(shù)據(jù)幀長度標志和有效數(shù)據(jù)幀；其中，起始位為若干個單位時間的高電平；
[0076](3)第一有效數(shù)據(jù)比特由L個單位時間低電平和H個單位時間高電平組成，第二有效數(shù)據(jù)比特由H個單位時間低電平和L個單位時間高電平時間組成，且有效數(shù)據(jù)總是先發(fā)送低電平，再發(fā)送高電平；其中，L和H為預設值。
[0077]比如說，采用的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議定義I個單位時間為若干個系統(tǒng)時鐘周期，具體I個單位時間為多少系統(tǒng)時鐘是可以通過系統(tǒng)總線去配置的。當主機使能時，一開始它處于空閑狀態(tài)。如果主機要發(fā)送比特‘I’給從機，它先發(fā)送3個單位時間的低電平，然后發(fā)送I個單位時間高電平；相反，如果主機要發(fā)送比特‘0’給從機，則它先發(fā)送I個單位時間的低電平，然后發(fā)送3個單位時間的高電平。且主機在發(fā)送數(shù)據(jù)比特時，總是先發(fā)送低電平，然后再發(fā)送高電平。主機在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，它先發(fā)送起始位，即2個單位時間的高電平，然后發(fā)送數(shù)據(jù)幀長度標志，數(shù)據(jù)幀傳輸類型、數(shù)據(jù)幀位寬和數(shù)據(jù)幀長度標志之間的關系如表1所
示ο
[0078]表1數(shù)據(jù)幀傳輸類型、數(shù)據(jù)幀位寬和數(shù)據(jù)幀長度標志之間的關系
[0079]
【權利要求】
1.一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，包含:觸控屏面板、傳感器和天線復用陣列、切換開關陣列； 所述傳感器和天線復用陣列位于所述觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，包含橫排導線和豎排導線； 當所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時，所述切換開關陣列的所有開關處于斷開狀態(tài)；所述橫排導線和所述豎排導線為電容屏的傳感器，每一根都單獨使用； 當所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時，所述切換開關陣列的部分開關處于關閉狀態(tài)，將所述橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。
2.根據(jù)權利要求1所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，還包含:電磁屏主芯片；所述電磁屏主芯片依次掃描兩根橫排導線或兩根豎排導線連接起來形成的天線回路，讀取所述形成回路的天線上的感應信號； 每一次掃描時，所述電磁屏主芯片指定欲連接的橫排導線或豎排導線，并發(fā)送控制信號給所述切換開關陣列；所述切換開關陣列根據(jù)接收到的控制信號，將所述指定的橫排導線或豎排導線連接起來； 其中，所述指定的橫排導線或豎排導線包含橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組。
3.根據(jù)權利要求1所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，還包含:電磁屏主芯片和電磁屏從芯片； 所述電磁屏主芯片具有主同步切換模塊，所述電磁屏從芯片具有從同步切換模塊，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊進行通信； 所述主同步切換模塊將指定橫排導線或豎排導線的數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述從同步切換模塊；所述電磁屏從芯片根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)，控制所述切換開關陣列將指定的橫排導線或豎排導線連接起來，形成天線回路；所述電磁屏主芯片讀取所述形成回路的天線上的感應信號; 其中，所述指定橫排導線或豎排導線包含橫排導線或豎排導線中的兩兩或多組。
4.根據(jù)權利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊工作在單工模式，所述主同步切換模塊只能發(fā)送數(shù)據(jù)，所述從同步切換模塊只能接收數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊通過一根數(shù)據(jù)傳輸線進行數(shù)據(jù)傳送； 當所述電磁屏主芯片沒有傳送數(shù)據(jù)給所述電磁屏從芯片時，所述數(shù)據(jù)傳輸線處于低電平狀態(tài)； 當所述電磁屏主芯片傳送數(shù)據(jù)給所述電磁屏從芯片時，采用預設的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進行數(shù)據(jù)傳送；其中，所述預設的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議包含: (1)一個單位時間包含N個系統(tǒng)時鐘周期；所述N的取值通過系統(tǒng)總線配置； (2)所述電磁屏主芯片在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，依次發(fā)送起始位、數(shù)據(jù)幀長度標志和有效數(shù)據(jù)幀；其中，所述起始位為若干個單位時間的高電平； (3)第一有效數(shù)據(jù)比特由L個單位時間低電平和H個單位時間高電平組成，第二有效數(shù)據(jù)比特由H個單位時間低電平和L個單位時間高電平時間組成，且有效數(shù)據(jù)總是先發(fā)送低電平，再發(fā)送高電平；其中，所述L和所述H為預設值。
6.根據(jù)權利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述從同步切換模塊包含:比特檢測計數(shù)器； 在所述數(shù)據(jù)傳輸線為低電平時，所述比特檢測計數(shù)器的計數(shù)值在下一系統(tǒng)時鐘周期減I;當所述數(shù)據(jù)傳輸線為高電平時，所述計數(shù)值在下一系統(tǒng)時鐘周期加I ;每次數(shù)據(jù)傳輸線上電平發(fā)生下降沿跳變時，所述計數(shù)值清零； 在所述數(shù)據(jù)傳輸線的起始位下降沿跳變除外的每次下降沿跳變前，所述電磁屏從芯片檢測所述比特檢測計數(shù)器的最高比特位；如果所述比特檢測計數(shù)器的最高比特位為1，則說明有效數(shù)據(jù)比特的低電平持續(xù)時間大于高電平持續(xù)時間，判定所述有效數(shù)據(jù)比特為I;如果所述比特檢測計數(shù)器的最高比特位為O，則說明有效數(shù)據(jù)比特的低電平持續(xù)時間小于高電平持續(xù)時間，判定所述有效數(shù)據(jù)比特位為O。
7.根據(jù)權利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述從同步切換模塊包含:錯誤檢測和恢復模塊； 所述錯誤檢測和恢復模塊在檢測到非空閑狀態(tài)中，所述電磁屏從芯片接收的數(shù)據(jù)中有超過預設個數(shù)的低電平時，則判定所述電磁屏從芯片接收錯誤； 其中，所述低電平的預設個數(shù)是可配置的； 所述錯誤檢測和恢復模塊在所述電磁屏從芯片允許所述從同步切換模塊檢測接收錯誤中斷的情況下，所述錯誤檢測和恢復模塊檢測到接收錯誤時，產(chǎn)生中斷報告給所述電磁屏從芯片；所述電磁屏從芯片一接收到所述中斷報告，立即自動進入空閑狀態(tài)，重新開始接收下一幀數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊分別包含:同步切換計數(shù)器； 所述同步切換計數(shù)器通過系統(tǒng)總線配置一個預設值；當所述電磁屏主芯片發(fā)送完起始位，或者所述電磁屏從芯片接收完起始位時，所述同步切換計數(shù)器的計數(shù)值清零；所述同步切換計數(shù)器的計數(shù)值總是在下一系統(tǒng)時鐘周期加1，直到所述計數(shù)值等于預設值時，所述同步切換計數(shù)器產(chǎn)生一個中斷報告給所述電磁屏主芯片或者所述電磁屏從芯片，所述電磁屏主芯片或者所述電磁屏從芯片同步切換天線。
9.根據(jù)權利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述主同步切換模塊具有3種可配置的數(shù)據(jù)傳送模式:第一傳送模式、第二傳送模式和第三傳送模式； 所述第一傳送模式，只要所述電磁屏主芯片向所述主同步切換模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，所述主同步切換模塊立即把數(shù)據(jù)發(fā)送給所述從同步切換模塊； 所述第二傳送模式，當數(shù)據(jù)幀開始的有效信號到來時，所述主同步切換模塊立即將發(fā)送緩沖區(qū)保存的數(shù)據(jù)發(fā)送出去；其中，所述發(fā)送緩沖區(qū)位于所述主同步切換模塊內(nèi)； 所述第三傳送模式，當數(shù)據(jù)幀開始的有效信號到來時，只有在數(shù)據(jù)幀開始的有效信號到來前，所述電磁屏主芯片更新了所述主同步切換模塊的發(fā)送緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)，所述主同步切換模塊才將所述發(fā)送緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，否則它不發(fā)送數(shù)據(jù)給所述從同步切換模塊。
10.根據(jù)權利要求9所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀開始的有效信號具有2種可配置的模式:第一數(shù)據(jù)幀開始模式和第二數(shù)據(jù)幀開始模式； 所述第一數(shù)據(jù)幀開始模式，直接以數(shù)據(jù)幀開始的輸入信號作為數(shù)據(jù)幀開始的有效信號; 所述第二數(shù)據(jù)幀開始模式，將數(shù)據(jù)幀開始的輸入信號延遲一段時間后，作為數(shù)據(jù)幀開始的有效信號；其中，所述延遲時間的值通過系統(tǒng)總線配置。
11.根據(jù)權利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊具有3種中斷請求類型:從同步切換模塊檢測到接收錯誤時產(chǎn)生的中斷請求，主同步切換模塊的數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成或從同步切換模塊的數(shù)據(jù)幀接收完成時產(chǎn)生的中斷請求，主同步切換模塊或從同步切換模塊的同步切換計數(shù)器的計數(shù)值達到預設值時產(chǎn)生的中斷請求； 當所述3種中斷請求允許被使能時，如果滿足中斷條件，所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊就會產(chǎn)生相應的中斷，報告給所述電磁屏主芯片或所述電磁屏從芯片去處理； 所述電磁屏主芯片或所述電磁屏從芯片向所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊的相應的中斷標志位寫入清除中斷`的標志，清除相應的中斷。
【文檔編號】G06F3/044GK103677470SQ201310601217
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權日:2013年11月25日
【發(fā)明者】鄭明劍, 申廣軍, 賀中柱, 朱向陽, 金海鵬 申請人:泰凌微電子（上海）有限公司