本發(fā)明涉及一種芯片，具體是一種基于MCU的觸摸按鍵芯片。

背景技術(shù)：

目前IC設(shè)計(jì)中對(duì)觸摸按鍵芯片靈敏度校準(zhǔn)及功能仿真驗(yàn)證都在板級(jí)上實(shí)現(xiàn)，在傳統(tǒng)的 IC性能功能仿真局限于硬件仿真功能驗(yàn)證，局限在底層的開發(fā)，沒(méi)有形成智能化的人機(jī)交互系統(tǒng)，每個(gè)功能需要能通過(guò)一套硬件來(lái)進(jìn)行測(cè)試，隨著測(cè)試性能及仿真的深化，功 能驗(yàn)證和模擬仿真都需要大幅度提高硬件的性能，以得到準(zhǔn)確的測(cè)試及仿真效果，然而這 勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致硬件系統(tǒng)成本不斷增加，效果卻沒(méi)有明顯增加，導(dǎo)致開發(fā)周期變長(zhǎng)，成本在增 加。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于MCU的觸摸按鍵芯片，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于MCU的觸摸按鍵芯片，包括參考振蕩器REF_OSC、觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC、時(shí)鐘門控單元CG1、時(shí)鐘門控單元CG2、觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET以及MCU內(nèi)核MCU_CORE，參考振蕩器REF_OSC振蕩器負(fù)責(zé)產(chǎn)生參考時(shí)鐘clk_ref。時(shí)鐘門控單元CG1負(fù)責(zé)對(duì)參考時(shí)鐘clk_ref進(jìn)行門控，當(dāng)參考振蕩器使能信號(hào)ren為高有效狀態(tài)時(shí)，時(shí)鐘門控單元CG1開啟，由參考振蕩器REF_OSC振蕩器產(chǎn)生的參考時(shí)鐘clk_ref被輸送至觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET，當(dāng)按鍵被有效按下時(shí)，觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC的頻率變小；時(shí)鐘門控單元CG2負(fù)責(zé)按鍵時(shí)鐘clk_key進(jìn)行門控，當(dāng)觸摸感應(yīng)振蕩器使能信號(hào)sen為高有效狀態(tài)時(shí)，時(shí)鐘門控單元CG2開啟，由觸摸感應(yīng)振蕩器產(chǎn)生按鍵時(shí)鐘clk_key被輸送至觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET，MCU內(nèi)核MCU_CORE根據(jù)用戶定義的指令來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC能夠被視為一個(gè)壓按傳感器，在一些外部電路的配合下，能夠?qū)存I上的壓力轉(zhuǎn)化為一定幅度的頻率的變化。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：MCU內(nèi)核MCU_CORE輸出有效的參考振蕩器使能信號(hào)ren以及觸摸感應(yīng)振蕩器使能信號(hào)sen后，觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET才能獲得工作需要的有效時(shí)鐘。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以簡(jiǎn)潔的內(nèi)部架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了有效的觸摸按鍵檢測(cè)，具有低生產(chǎn)成本的優(yōu)點(diǎn)，基于MCU內(nèi)核，在應(yīng)用時(shí)，用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景要求的靈敏度設(shè)置不同的檢測(cè)閾值，所以芯片的應(yīng)用范圍較廣；為了防止干擾導(dǎo)致的檢測(cè)錯(cuò)誤，芯片用戶可以設(shè)置在一段時(shí)間內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)有效次數(shù)超過(guò)N次后，才做出將觸摸按鍵有效判定，從而使應(yīng)用系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

附圖說(shuō)明

圖1為基于MCU的觸摸按鍵芯片的觸摸按鍵有效檢測(cè)的原理圖。

圖2為觸摸按鍵檢測(cè)單元的得到檢測(cè)計(jì)數(shù)值det_cnt的工作過(guò)程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

請(qǐng)參閱圖1～2，本發(fā)明實(shí)施例中，一種基于MCU的觸摸按鍵芯片，芯片內(nèi)部包括參考振蕩器REF_OSC、觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC、時(shí)鐘門控單元CG1、時(shí)鐘門控單元CG2、觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET以及MCU內(nèi)核MCU_CORE。

參考振蕩器REF_OSC振蕩器負(fù)責(zé)產(chǎn)生參考時(shí)鐘clk_ref。時(shí)鐘門控單元CG1負(fù)責(zé)對(duì)參考時(shí)鐘clk_ref進(jìn)行門控，當(dāng)參考振蕩器使能信號(hào)ren為高有效狀態(tài)時(shí)，時(shí)鐘門控單元CG1開啟，由參考振蕩器REF_OSC振蕩器產(chǎn)生的參考時(shí)鐘clk_ref被輸送至觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET。

觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC亦可以被視為一個(gè)壓按傳感器，它在一些外部電路的配合下，能夠?qū)存I上的壓力轉(zhuǎn)化為一定幅度的頻率的變化。在應(yīng)用中，當(dāng)按鍵被有效按下時(shí)，觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC的頻率將會(huì)變小。時(shí)鐘門控單元CG2負(fù)責(zé)按鍵時(shí)鐘clk_key進(jìn)行門控，當(dāng)觸摸感應(yīng)振蕩器使能信號(hào)sen為高有效狀態(tài)時(shí)，時(shí)鐘門控單元CG2開啟，由觸摸感應(yīng)振蕩器產(chǎn)生按鍵時(shí)鐘clk_key被輸送至觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET。

MCU內(nèi)核MCU_CORE能夠根據(jù)用戶定義的指令來(lái)執(zhí)行相應(yīng)的操作。觸摸按鍵有效檢測(cè)的原理如圖 1所示。在觸摸按鍵應(yīng)用場(chǎng)景里，由MCU內(nèi)核控制整個(gè)芯片的工作過(guò)程。MCU內(nèi)核輸出有效的參考振蕩器使能信號(hào)ren以及觸摸感應(yīng)振蕩器使能信號(hào)sen后，觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET才能獲得工作需要的有效時(shí)鐘。觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET工作的一些配置信息config也由用戶通過(guò)MCU內(nèi)核去控制。MCU內(nèi)核MCU_CORE將時(shí)隙配置信息cfg_slot輸送至觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET，觸摸按鍵檢測(cè)單元根據(jù)時(shí)鐘配置信息產(chǎn)生相應(yīng)的參考時(shí)隙，經(jīng)過(guò)觸摸按鍵檢測(cè)單元內(nèi)部的同步單元SYNC的處理后，再由工作于按鍵時(shí)鐘clk_key的檢測(cè)計(jì)數(shù)器在參考時(shí)隙有效的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到檢測(cè)計(jì)數(shù)值det_cnt，然后將檢測(cè)計(jì)數(shù)值返回至MCU內(nèi)核中。當(dāng)不存在有效觸摸按鍵觸發(fā)時(shí)，觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC基本上不會(huì)有變化，或者只有很小的偏差。當(dāng)存在有效觸摸按鍵觸發(fā)時(shí)，觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC輸出的時(shí)鐘頻率會(huì)出現(xiàn)一定幅度的負(fù)偏移。觸摸按鍵檢測(cè)的方案正是基于在有效觸摸按鍵時(shí)按鍵時(shí)鐘clk_key的時(shí)鐘頻率會(huì)出現(xiàn)一定幅度變小的原理。當(dāng)用戶使用芯片時(shí)，先通過(guò)參數(shù)配置產(chǎn)生某一參考時(shí)隙，然后通過(guò)觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET內(nèi)部的檢測(cè)計(jì)數(shù)器得到檢測(cè)計(jì)數(shù)值假設(shè)值為A。接著MCU內(nèi)核不斷地重復(fù)產(chǎn)生同一個(gè)參考時(shí)隙，并且再次通過(guò)觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET對(duì)參考時(shí)隙有效時(shí)間內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到檢測(cè)計(jì)數(shù)值假設(shè)為B。用戶可以預(yù)先一個(gè)檢測(cè)閾值，當(dāng)B<A并且A-B的值大于檢測(cè)閾值時(shí)，判定存在有效的觸摸按鍵觸發(fā)。在應(yīng)用時(shí)，用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景要求的靈敏度設(shè)置不同的檢測(cè)閾值。為了防止干擾導(dǎo)致的檢測(cè)錯(cuò)誤，用戶可以設(shè)置在一段時(shí)間內(nèi)，當(dāng)檢測(cè)有效次數(shù)超過(guò)N次后，才做出將觸摸按鍵有效判定，從而使應(yīng)用系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力。

觸摸按鍵檢測(cè)單元的得到檢測(cè)計(jì)數(shù)值det_cnt的工作過(guò)程如圖 2所示。MCU內(nèi)核輸出有效的參考振蕩器使能信號(hào)ren后，觸摸按鍵檢測(cè)單元TK_DET獲得有效的參考時(shí)鐘clk_ref。上升沿檢測(cè)電路RISE_DET檢測(cè)到有效的參考振蕩器使能信號(hào)ren的上升沿跳變時(shí)，將會(huì)將時(shí)隙寄存器SLOT置位為高電平有效狀態(tài)，并且將時(shí)隙計(jì)數(shù)器進(jìn)行清零，時(shí)隙計(jì)數(shù)器SLOT_CNT自此之后，從零開始進(jìn)行累加計(jì)數(shù)。當(dāng)時(shí)隙計(jì)數(shù)器SLOT_CNT的計(jì)數(shù)值等于時(shí)隙配置寄存器CFG_SLOT的值時(shí)，通過(guò)比較器輸出的信號(hào)將有效觸發(fā)時(shí)隙寄存器SLOT由高電平狀態(tài)復(fù)位為低電平狀態(tài)。通過(guò)上述的過(guò)程，得到有效的參考時(shí)隙信號(hào)slot。參考時(shí)隙信號(hào)slot經(jīng)過(guò)觸摸按鍵檢測(cè)單元內(nèi)部的同步單元SYNC的處理后，再通過(guò)工作于按鍵時(shí)鐘clk_key的檢測(cè)計(jì)數(shù)器在參考時(shí)隙有效的窗口內(nèi)進(jìn)行計(jì)數(shù)，得到檢測(cè)計(jì)數(shù)值det_cnt。

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無(wú)論從哪一點(diǎn)來(lái)看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說(shuō)明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標(biāo)記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說(shuō)明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說(shuō)明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說(shuō)明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。