專利名稱：一種降低觸摸控制電路功耗的技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于觸摸電路的控制技術(shù)，具體地說是一種降低觸摸控 制電路功耗的技術(shù)。
技術(shù)背景觸摸控制電路主要用于人體觸摸按鍵、觸摸檢測和觸摸開關(guān)等。觸目控制電路在便攜式設(shè)備上(如Mp3/MP4、手機(jī)等)已經(jīng)得到了非常廣泛的應(yīng)用。便 攜式設(shè)備對(duì)功耗的要求是非常高的。傳統(tǒng)的觸摸控制電路，雖然也考慮了低功 耗設(shè)計(jì)，如采用間隙振蕩的方式、降低振蕩頻率等方法，但其實(shí)質(zhì)上由于振蕩 電路還是在不斷工作，所以還是有相對(duì)較大的功耗。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于尋求一種降低觸摸控制電路功耗的技術(shù)，利用CMOS D 觸發(fā)器及反相器，使電路形式簡單而可靠，無論是電路板還是內(nèi)部芯片都很容 易實(shí)現(xiàn)。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，D觸發(fā)器U2A的輸入端D與電源VCC連接， D觸發(fā)器U2A的置位端S接零電位；D觸發(fā)器U2A的復(fù)位端R與數(shù)字信號(hào)處 理電路的輸出端C連接，由數(shù)字信號(hào)處理電路為D觸發(fā)器U2A提供復(fù)位信號(hào)； D觸發(fā)器U2A的時(shí)鐘端CLK與反相器Ul的輸出端B連接，由反相器Ul為D 觸發(fā)器U2A提供觸發(fā)信號(hào)；D觸發(fā)器U2A的輸出端Q與數(shù)字信號(hào)處理電路的 時(shí)鐘使能端CLK一ENABLE連接，由D觸發(fā)器U2A為后級(jí)的數(shù)字信號(hào)處理電路 提供時(shí)鐘使能信號(hào)；反相器U1的輸入端A連接到電阻R1、 R2的分壓點(diǎn)，電阻 Rl、 R2由電源串聯(lián)到零電位。當(dāng)人體觸摸到反相器Ul的輸入端A時(shí)，會(huì)在反相器Ul的輸入端A產(chǎn)生一 個(gè)到零電位的觸摸電容Ct;當(dāng)人體離開反相器U1的輸入端A時(shí)，觸摸電容Ct 消失。調(diào)節(jié)電阻R1至電阻R1大于電阻R2，使得反相器U1的輸入端A的電壓大 于1/2的電源電壓，這時(shí)反相器U1的輸出端B為低電平，同時(shí)反相器U1的工 作點(diǎn)在翻轉(zhuǎn)電平附近。當(dāng)反相器U1的輸入端A沒有人體觸摸時(shí)，觸摸電容Ct不存在，這時(shí)反相 器Ul的輸出端B是低電平，數(shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)鐘使能端CLK_ENABLE是 低電平；這里的CLK—ENABLE信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)#使能信號(hào)； 當(dāng)CLK一ENABLE信號(hào)為低電平時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)鐘都禁止了，數(shù)字 信號(hào)處返電路處于節(jié)電模式。當(dāng)反相器U1的輸入端A有人體接觸時(shí)，觸摸電容Ct存在，由于觸摸電容 Ct在開始時(shí)刻沒有電壓，所以反相器U1的輸入端A會(huì)有短暫的低電平，然后 電源VCC會(huì)通過電阻R2對(duì)觸摸電容Ct充電，使得反相器U1的輸入端A點(diǎn)的
電壓逐步升高，直到恢復(fù)原來的電阻分壓值；此時(shí)反相器U1的輸出端B會(huì)產(chǎn)生 一個(gè)正脈沖，其脈寬時(shí)間為112*(^;這個(gè)正脈沖使D觸發(fā)器U2A觸發(fā)一次，使得D觸發(fā)器U2A的輸出端 CLK—ENABLE由低電平變?yōu)楦唠娖?，?shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)鐘使能有效，數(shù)字 信號(hào)&理電路在有時(shí)鐘的情況下正常工作。本發(fā)明所采用的電路能夠使得整個(gè)電路系統(tǒng)，在電路有人體觸摸時(shí)，內(nèi)部 時(shí)鐘正常工作，當(dāng)電路的人體觸摸消失時(shí)，經(jīng)過一定延時(shí)后，所有的內(nèi)部時(shí)鐘 全部停止工作，于是整個(gè)電路處于極低功耗的休眠狀態(tài)。通常觸摸控制電路的 觸摸時(shí)間都是非常短暫的，這樣就達(dá)到了整個(gè)系統(tǒng)的節(jié)電效果。本電路結(jié)構(gòu)簡 單，易于集成到芯片中去，具有很好的實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明可以應(yīng)用于便攜式設(shè) 備、筆記本電腦、手機(jī)等。由于便攜式設(shè)備對(duì)功耗要求很高，在使用本發(fā)明的 電路后，可大大降低觸摸控制電路的功耗，有利于增加待機(jī)時(shí)間。此外，本發(fā) 明的電路簡單可靠、成本低、。


圖1為本發(fā)明的電路圖。圖2是本發(fā)明的工作過程示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，D觸發(fā)器U2A的輸入端D與電源VCC連接，D觸發(fā)器U2A的 置位端S接零電位；D觸發(fā)器U2A的復(fù)位端R與數(shù)字信號(hào)處理電路的輸出端C 連接，由數(shù)字信號(hào)處理電路為D觸發(fā)器U2A提供復(fù)位信號(hào)；D觸發(fā)器U2A的 時(shí)鐘端CLK與反相器Ul的輸出端B連接，由反相器Ul為D觸發(fā)器U2A提供 觸發(fā)信號(hào)；D觸發(fā)器U2A的輸出端Q與數(shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)鐘使能端 CLK—ENABLE連接，由D觸發(fā)器U2A為后級(jí)的數(shù)字信號(hào)處理電路提供時(shí)鐘使 能信號(hào)；反相器U1的輸入端A連接到電阻R1、 R2的分壓點(diǎn)，電阻R1、 R2由 電源串聯(lián)到零電位。圖1中的Ct是人體觸摸電容，在人體觸摸反相器U1的輸入端A點(diǎn)時(shí)，會(huì) 產(chǎn)生較大的電容， 一般可達(dá)到幾十pF;當(dāng)人體離開反相器U1的輸入端A點(diǎn)時(shí)， 該電容Ct消失，Ct只有一些寄生電容，可以忽略不計(jì)。Rl、 R2是一對(duì)高阻值的電阻， 一般應(yīng)達(dá)到3Mohm以上，并且調(diào)節(jié)Rl略 大于R2，使得A點(diǎn)的電壓大于1/2VCC，反相器U1的輸出為低電平，同時(shí)反 相器的工作點(diǎn)應(yīng)該在翻轉(zhuǎn)電平附近。平時(shí)，當(dāng)反相輸入端沒有人體觸摸時(shí)，Ct不存在，反向器的輸出應(yīng)該是高 電平，電路U2A (D觸發(fā)器)的輸出應(yīng)該是低電平。該信號(hào)就是整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘 使能信號(hào)，低電平時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘都禁止了，系統(tǒng)處于節(jié)電模式。當(dāng)反相器輸入端有人體接觸時(shí)，相當(dāng)于Ct存在了，由于Ct端開始時(shí)刻是沒 有電的，所以A點(diǎn)會(huì)有短暫的低電平，然后VCC會(huì)通過R2對(duì)Ct充電，使得反 相器輸入端A點(diǎn)的電壓逐步升高，直到恢復(fù)原來的穩(wěn)定。此時(shí)反相器的輸出端 B就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖，其脈寬時(shí)間大約為R2fCt。這個(gè)脈沖足以使D觸發(fā)器U2A觸發(fā)一次，使得其輸出端CLK_ENABLE變
高，整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)鐘使能有效，系統(tǒng)就在有時(shí)鐘的情況下正常工作，它可以去 檢測人體觸摸的具體細(xì)節(jié)。由于整個(gè)系統(tǒng)有時(shí)鐘，所以它是很容易辨別人體觸摸是否存在的。而當(dāng)人 體觸摸去掉后，觸摸檢測系統(tǒng)可以方便地檢測到(這里不做描述)，它可以在適當(dāng)延時(shí)后，產(chǎn)生一個(gè)復(fù)位脈沖信號(hào)送到D觸發(fā)器U2A的復(fù)位端(圖中C端)， 使得時(shí)鐘使能CLK一ENABLE又變?yōu)榈碗娖?，整個(gè)電路又處于無時(shí)鐘的節(jié)電模 式。圖2是電路的工作波形圖，圖中，在時(shí)刻Tl之前沒有人體觸摸，從時(shí)刻 Tl開始為人體觸摸狀態(tài)，到時(shí)刻T2時(shí)人體觸摸過程結(jié)束。它能夠使得B點(diǎn)產(chǎn) 生一個(gè)負(fù)脈沖，觸發(fā)D觸發(fā)器的輸出端產(chǎn)生高電平，從而使整個(gè)觸摸檢測電路 工作。觸摸檢測電路一旦發(fā)現(xiàn)觸摸消失，便經(jīng)過一定的延遲后，在時(shí)刻T3送一 個(gè)復(fù)位脈沖到C端，使得CLK—ENABLE又恢復(fù)低電平，整個(gè)電路又進(jìn)入沒有 時(shí)鐘的休眠狀態(tài)。
權(quán)利要求
1、一種降低觸摸控制電路功耗的技術(shù)，其特征是D觸發(fā)器(U2A)的輸入端(D)與電源(VCC)連接，D觸發(fā)器(U2A)的置位端(S)接零電位；D觸發(fā)器(U2A)的復(fù)位端(R)與數(shù)字信號(hào)處理電路的輸出端(C)連接，由數(shù)字信號(hào)處理電路為D觸發(fā)器(U2A)提供復(fù)位信號(hào)；D觸發(fā)器(U2A)的時(shí)鐘端(CLK)與反相器(U1)的輸出端(B)連接，由反相器(U1)為D觸發(fā)器(U2A)提供觸發(fā)信號(hào)；D觸發(fā)器(U2A)的輸出端(Q)與數(shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)鐘使能端(CLK_ENABLE)連接，由D觸發(fā)器(U2A)為后級(jí)的數(shù)字信號(hào)處理電路提供時(shí)鐘使能信號(hào)；反相器(U1)的輸入端(A)連接到電阻(R1、R2)的分壓點(diǎn)，電阻(R1、R2)由電源串聯(lián)到零電位。
2、 如權(quán)利要求l所述降低觸摸控制電路功耗的技術(shù)，其特征是當(dāng)人體觸 摸到反相器(Ul)的輸入端(A)時(shí)，會(huì)在反相器(Ul)的輸入端(A)產(chǎn)生一 個(gè)到零電位的觸摸電容(Ct);當(dāng)人體離開反相器(Ul)的輸入端(A)時(shí)，觸 摸電容(ct)消失。
3、 如權(quán)利要求1所述降低觸摸控制電路功耗的技術(shù)，其特征是調(diào)節(jié)電阻(Rl)，至電阻(Rl)的阻值大于電阻(R2)，使得反相器(Ul)的輸入端(A) 的電壓大于l/2的電源電壓，這時(shí)反相器(Ul)的輸出端(B)為低電平，同時(shí) 反相器(Ul)的工作點(diǎn)在翻轉(zhuǎn)電平附近。
4、 如權(quán)利要求l所述降低觸摸控制電路功耗的技術(shù)，其特征是當(dāng)反相器 (U1)的輸入端(A)沒有人體觸摸時(shí)，觸摸電容(Ct)不存在，這時(shí)反相器(U1)的輸出端(B)是低電平，數(shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)鐘使能端(CLK_ENABLE) 是低電平；這里的CLK一ENABLE信號(hào)就是數(shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)^H吏能信號(hào)； 當(dāng)CLK—ENABLE信號(hào)為低電平時(shí)，數(shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)鐘都禁止了，數(shù)字 信號(hào)處運(yùn)電路處于節(jié)電模式。
5、 如權(quán)利要求1所述降低觸摸控制電路功耗的技術(shù)，其特征是當(dāng)反相器 (Ul)的輸入端(A)有人體接觸時(shí)，觸摸電容(Ct)存在，由于觸摸電容(Ct)在開始時(shí)刻沒有電壓，所以反相器(Ul)的輸入端(A)會(huì)有短暫的低電平， 然后電源(VCC)會(huì)通過電阻(R2)對(duì)觸摸電容(Ct)充電，使得反相器(Ul) 的輸入端(A)點(diǎn)的電壓逐步升高，直到恢復(fù)原來的電阻分壓值；此時(shí)反相器(U1) 的輸出端(B)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，其脈寬時(shí)間為(R2*Ct);這個(gè)正脈沖使D觸發(fā)器(U2A)觸發(fā)一次，使得D觸發(fā)器(U2A)的輸出 端(CLK—ENABLE)由低電平變?yōu)楦唠娖剑瑪?shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)鐘使能有效， 數(shù)字信號(hào)lib理電路在有時(shí)鐘的情況下正常工作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于觸摸電路的控制技術(shù)，具體地說是一種降低觸摸控制電路功耗的技術(shù)。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，D觸發(fā)器U2A的輸入端D與電源VCC連接，D觸發(fā)器U2A的置位端S接零電位；D觸發(fā)器U2A的復(fù)位端R與數(shù)字信號(hào)處理電路的輸出端C連接，由數(shù)字信號(hào)處理電路為D觸發(fā)器U2A提供復(fù)位信號(hào)；D觸發(fā)器U2A的時(shí)鐘端CLK與反相器U1的輸出端B連接，由反相器U1為D觸發(fā)器U2A提供觸發(fā)信號(hào)；D觸發(fā)器U2A的輸出端Q與數(shù)字信號(hào)處理電路的時(shí)鐘使能端CLK_ENABLE連接，由D觸發(fā)器U2A為后級(jí)的數(shù)字信號(hào)處理電路提供時(shí)鐘使能信號(hào)。本發(fā)明利用CMOSD觸發(fā)器及反相器，使電路形式簡單而可靠，無論是電路板還是內(nèi)部芯片都很容易實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H03K17/94GK101150310SQ200710134880
公開日2008年3月26日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月23日
發(fā)明者偉 唐 申請人:無錫漢柏信息技術(shù)有限公司