專利名稱:一種人體觸摸檢測(cè)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電學(xué)領(lǐng)域,尤其涉及數(shù)字電路,特別是一種人體觸摸檢測(cè)電路。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)中,大量電器裝置采用人體觸摸檢測(cè)電路作為檢測(cè)開(kāi)關(guān)器件。傳統(tǒng)的主 動(dòng)感應(yīng)式人體觸摸檢測(cè)電路由RC振蕩器和整形電路構(gòu)成,RC振蕩器的一端接地,常態(tài)下, RC振蕩器向整形電路周期性輸出低電平信號(hào)和高電平信號(hào),整形電路的輸出端產(chǎn)生包含了 高、低電平信號(hào)的周期脈沖信號(hào)。在人體觸摸RC振蕩器中電阻器和電容器之間的節(jié)點(diǎn)時(shí), 由于人體對(duì)地有一定的電容,適當(dāng)設(shè)計(jì)R與C的值可使得RC振蕩器始終輸出低電平信號(hào), 這樣,整形電路的輸出端常為低電平,利用數(shù)字電路常為低電平信號(hào)和有一定頻率的脈沖 信號(hào)加以區(qū)別,以達(dá)到檢測(cè)人體有無(wú)觸摸的目的。但是,這種電路容易受天氣、濕度等自然 界環(huán)境的影響,抗干擾能力弱,穩(wěn)定性和實(shí)用性均不理想。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種人體觸摸檢測(cè)電路,所述的這種人體觸摸檢測(cè)電路要 解決現(xiàn)有技術(shù)中主動(dòng)感應(yīng)式人體觸摸檢測(cè)電路容易受天氣、濕度等自然界環(huán)境的影響、抗 干擾能力弱、穩(wěn)定性和實(shí)用性不理想的技術(shù)問(wèn)題。本發(fā)明的這種人體觸摸檢測(cè)電路由一個(gè)第一 RC振蕩器、一個(gè)第二 RC振蕩器和一 個(gè)數(shù)字化比較電路構(gòu)成,其中,所述的第一 RC振蕩器、第二 RC振蕩器與所述的數(shù)字化比較 電路連接,第二 RC振蕩器與一個(gè)人體觸摸端子連接,數(shù)字化比較電路比較第二 RC振蕩器在 人體觸摸端子被觸摸前后的頻率差別,來(lái)判別人體觸摸事件的發(fā)生。進(jìn)一步的,所述的第一 RC振蕩器由一個(gè)第一振蕩電路構(gòu)成,所述的第二 RC振蕩器 由一個(gè)第二振蕩電路構(gòu)成,所述的數(shù)字化比較電路由一個(gè)時(shí)序控制電路、一個(gè)計(jì)數(shù)器、一個(gè) 第一寄存器、一個(gè)第二寄存器、一個(gè)第三寄存器和一個(gè)比較器構(gòu)成,所述的時(shí)序控制電路中 設(shè)置有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端、一個(gè)上電復(fù)位端、一個(gè)比較控制端、一個(gè)第一寄存器鎖存端、 一個(gè)第二寄存器鎖存端、一個(gè)第三寄存器鎖存端和一個(gè)計(jì)數(shù)器復(fù)位端,所述的計(jì)數(shù)器中設(shè) 置有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端、一個(gè)輸出端和一個(gè)復(fù)位信號(hào)端,所述的第一振蕩電路的信號(hào)輸 入端與一個(gè)第一電阻器的一端和一個(gè)第一電容器的一端連接,所述的第一電阻器的另一端 為電源端,所述的第一電容器的另一端為接地端,第一振蕩電路的信號(hào)輸出端與所述的時(shí) 序控制電路的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接,時(shí)序控制電路的比較控制端與所述的比較器連接,時(shí) 序控制電路的第一寄存器鎖存端與所述的第一寄存器的鎖存端連接,時(shí)序控制電路的第二 寄存器鎖存端與所述的第二寄存器的鎖存端連接,時(shí)序控制電路的第三寄存器鎖存端與所 述的第三寄存器的鎖存端連接,時(shí)序控制電路的計(jì)數(shù)器復(fù)位端與所述的計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào) 端連接,所述的第二振蕩電路的信號(hào)輸入端與一個(gè)第二電阻器的一端、一個(gè)第二電容器的 一端和一個(gè)人體觸摸端子連接,所述的第二電阻器的另一端為電源端,所述的第二電容器 的另一端為接地端,第二振蕩電路的信號(hào)輸出端與計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接,計(jì)數(shù)器的輸出端同時(shí)連接到第一寄存器、第二寄存器和第三寄存器的輸入端,第一寄存器的輸出 端、第二寄存器的輸出端、第三寄存器的輸出端均與比較器連接。具體的,本發(fā)明中所述的第一振蕩電路、第二振蕩電路、時(shí)序控制電路、計(jì)數(shù)器、第 一寄存器、第二寄存器、第三寄存器和比較器均采用現(xiàn)有技術(shù)中的公知技術(shù),有關(guān)上述公知 技術(shù)方案,本領(lǐng)域的技術(shù)人員均已了解,在此不再贅述。本發(fā)明的工作原理是第一振蕩電路、第一電阻器和第一電容器與第二振蕩電路、 第二電阻器和第二電容器工作在相同環(huán)境下,當(dāng)人體與第二振蕩電路上連接的人體觸摸端 子接觸時(shí),由于人體對(duì)地有寄生電容,因此改變了第二振蕩電路的頻率。時(shí)序控制電路、計(jì) 數(shù)器、寄存器和比較器組成的數(shù)字電路根據(jù)第二振蕩電路輸出信號(hào)在人體觸摸前后的頻率 差別,準(zhǔn)確判斷人體是否接觸人體觸摸端子。本發(fā)明和已有技術(shù)相比,其效果是積極和明顯的。本發(fā)明利用數(shù)字電路檢測(cè)人體 觸摸引起的RC振蕩器頻率的變化,實(shí)現(xiàn)對(duì)人體觸摸的檢測(cè)。振蕩電路輸出信號(hào)在人體觸摸 前后這短期內(nèi)所受環(huán)境影響幾乎相同,因此可以消除環(huán)境影響,抗干擾能力強(qiáng),工作穩(wěn)定。
圖1是本發(fā)明一種人體觸摸檢測(cè)電路的原理圖。圖2是本發(fā)明一種人體觸摸檢測(cè)電路的一個(gè)實(shí)施例中的時(shí)序控制電路的輸出波 形圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:如圖1所示,本發(fā)明一種人體觸摸檢測(cè)電路,由一個(gè)第一振蕩電路1、一個(gè)第二振 蕩電路2、一個(gè)時(shí)序控制電路3、一個(gè)計(jì)數(shù)器4、一個(gè)第一寄存器5、一個(gè)第二寄存器6、一個(gè) 第三寄存器7和一個(gè)比較器8構(gòu)成,所述的時(shí)序控制電路3中設(shè)置有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端 clkl、一個(gè)上電復(fù)位端P0R、一個(gè)比較控制端CB、一個(gè)第一寄存器鎖存端Li、一個(gè)第二寄存 器鎖存端L2、一個(gè)第三寄存器鎖存端L3和一個(gè)計(jì)數(shù)器復(fù)位端R,所述的計(jì)數(shù)器4中設(shè)置有 一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端clk2、一個(gè)輸出端和一個(gè)復(fù)位信號(hào)端R,其中,所述的第一振蕩電路1 的信號(hào)輸入端與一個(gè)第一電阻器Rl的一端和一個(gè)第一電容器Cl的一端連接,所述的第一 電阻器Rl的另一端為電源端vdd,所述的第一電容器Cl的另一端為接地端gnd,第一振蕩 電路1的信號(hào)輸出端與所述的時(shí)序控制電路3的時(shí)鐘信號(hào)輸入端clkl連接,時(shí)序控制電路 3的比較控制端CB與所述的比較器8連接,時(shí)序控制電路3的第一寄存器鎖存端Ll與所 述的第一寄存器5的鎖存端連接,時(shí)序控制電路3的第二寄存器鎖存端L2與所述的第二寄 存器6的鎖存端連接,時(shí)序控制電路3的第三寄存器鎖存端L3與所述的第三寄存器7的鎖 存端連接,時(shí)序控制電路3的計(jì)數(shù)器復(fù)位端與所述的計(jì)數(shù)器4的復(fù)位信號(hào)端R連接,所述的 第二振蕩電路2的信號(hào)輸入端與一個(gè)第二電阻器R2的一端、一個(gè)第二電容器C2的一端和 一個(gè)人體觸摸端子T連接,所述的第二電阻器R2的另一端為電源端vdd,所述的第二電容 器C2的另一端為接地端gnd,第二振蕩電路2的信號(hào)輸出端與計(jì)數(shù)器4的時(shí)鐘信號(hào)輸入端 clk2連接,計(jì)數(shù)器4的輸出端同時(shí)連接到第一寄存器5、第二寄存器6和第三寄存器7的輸 入端,第一寄存器5的輸出端、第二寄存器6的輸出端、第三寄存器7的輸出端均與比較器8連接。進(jìn)一步的,所述的第一振蕩電路1的結(jié)構(gòu)和參數(shù)與第二振蕩電路2的結(jié)構(gòu)和參數(shù) 可以相同,第一電阻器Rl與第二電阻器R2的參數(shù)可以相同,第一電容器Cl與第二電容器 C2的參數(shù)可以相同。本發(fā)明的工作原理是第一振蕩電路1、第一電阻器Rl和第一電容器Cl與第二振 蕩電路2、第二電阻器R2和第二電容器C2工作在相同環(huán)境下,當(dāng)人體與第二振蕩電路2上 連接的人體觸摸端子T接觸時(shí),由于人體對(duì)地有寄生電容,因此改變了第二振蕩電路2的頻 率。時(shí)序控制電路3、計(jì)數(shù)器4、寄存器和比較器8組成的數(shù)字電路根據(jù)第二振蕩電路輸出 信號(hào)在人體觸摸前后的頻率差別,即第一寄存器5、第二寄存器6和第三寄存器7所鎖存的 值不同,經(jīng)比較器8比較來(lái)準(zhǔn)確判斷人體是否接觸人體觸摸端子T。具體的,本實(shí)施例的工作原理和工作過(guò)程如下電路剛上電時(shí),上電復(fù)位電路輸出信號(hào)POR作用于時(shí)序控制電路3,使時(shí)序控制電 路3的計(jì)數(shù)器復(fù)位端R對(duì)計(jì)數(shù)器4進(jìn)行復(fù)位。時(shí)序控制電路3另一端輸出比較控制端CB, 使比較器8輸出的值等于第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7的值均相同時(shí)比較器 8應(yīng)輸出的值。如第一寄存器5、第二寄存器6和第三寄存器7的值均相同時(shí),比較器8應(yīng) 輸出值為“0”,則電路剛上電時(shí),比較器8輸出“0” ;如第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄 存器7的值均相同時(shí),比較器8應(yīng)輸出值為“1”,則電路剛上電時(shí),比較器8輸出“1”。上電復(fù)位信號(hào)POR作用時(shí)序控制電路3以后,經(jīng)若干個(gè)CLKl周期后,時(shí)序控制電 路3輸出R、L1、L2和L3,R、L1、L2和L3的波形如圖2所示。假設(shè),R為“ 1 ”時(shí),計(jì)數(shù)器4復(fù) 位,Li、L2和L3為下降沿時(shí),分別使第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7對(duì)計(jì)數(shù)器4 的輸出OUT進(jìn)行數(shù)據(jù)采樣,否則圖2波形中的“ 0 ”與“ 1,,均進(jìn)行反相。Ll、L2和L3均是以 CLKl周期為參照的具有固定頻率的掃描周期信號(hào),在圖2中,每個(gè)T1T2T3掃描周期,從R的 下降沿到L1、L2和L3各下降沿,分別為T1、T2、T3,均在時(shí)間長(zhǎng)度上相等。在第一個(gè)Τ1Τ2Τ3 周期CB信號(hào)不變,所以比較器8的輸出與上電復(fù)位時(shí)相同。從第二個(gè)Τ1Τ2Τ3掃描周期開(kāi)始,CB使比較器8工作,只要第一寄存器5、第二寄存 器6、第三寄存器7對(duì)計(jì)數(shù)器4的輸出值所采樣的值有任意2個(gè)不相同,則比較器8就有不 同于上電復(fù)位時(shí)的值的輸出。若上電復(fù)位時(shí)比較器8輸出為“0”,則此時(shí)若有任意兩個(gè)寄存 器的值不同,比較器8輸出為“1”,若上電復(fù)位時(shí)比較器8輸出為“1”,則此時(shí)若有任意兩個(gè) 寄存器的值不同,比較器8輸出為“0”。具體的,第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7在Li、L2、L3的下降沿分別對(duì) 計(jì)數(shù)器4的輸出OUT進(jìn)行采樣時(shí),只對(duì)計(jì)數(shù)器4的高位部分進(jìn)行采樣,而低位部分則體現(xiàn)為 對(duì)觸摸端的容差。即輸出值只是計(jì)數(shù)器4的高位部分,而觸摸端有微小的變化時(shí)只體現(xiàn)在 計(jì)數(shù)器4的低位部分,從而實(shí)現(xiàn)觸摸檢測(cè)電路的穩(wěn)定性和抗干擾能力。人體觸摸T端時(shí),由于人體對(duì)地有電容或額外干擾信號(hào),適當(dāng)設(shè)計(jì)C2的值,可使 CLK2 (即計(jì)數(shù)器4的輸入)周期有較大的改變,從而引起計(jì)數(shù)器4高位部分的變化,這樣一 來(lái)第一寄存器5、第二寄存器6、第三寄存器7對(duì)計(jì)數(shù)器4的輸出值所采樣的值就會(huì)有兩個(gè) 不相同,使得比較器8有不同于上電復(fù)位時(shí)的值的輸出,從而實(shí)現(xiàn)人體觸摸的檢測(cè)。觸摸的精度以及抗干擾能力可與計(jì)數(shù)器4位數(shù)和輸出值的取法有關(guān),當(dāng)然與R2、 C2的值,以及R1、Cl、以及時(shí)序控制電路3的掃描周期的長(zhǎng)短也有密不可分的關(guān)系。
權(quán)利要求
一種人體觸摸檢測(cè)電路,由一個(gè)第一RC振蕩器、一個(gè)第二RC振蕩器和一個(gè)數(shù)字化比較電路構(gòu)成,其特征在于所述的第一RC振蕩器、第二RC振蕩器與所述的數(shù)字化比較電路連接,第二RC振蕩器與一個(gè)人體觸摸端子連接,數(shù)字化比較電路比較第二RC振蕩器在人體觸摸端子被觸摸前后的頻率差別,來(lái)判別人體觸摸事件的發(fā)生。
2.如權(quán)利要求1所述的人體觸摸檢測(cè)電路,其特征在于所述的第一RC振蕩器由一個(gè) 第一振蕩電路構(gòu)成,所述的第二 RC振蕩器由一個(gè)第二振蕩電路構(gòu)成,所述的數(shù)字化比較電 路由一個(gè)時(shí)序控制電路、一個(gè)計(jì)數(shù)器、一個(gè)第一寄存器、一個(gè)第二寄存器、一個(gè)第三寄存器 和一個(gè)比較器構(gòu)成,所述的時(shí)序控制電路中設(shè)置有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端、一個(gè)上電復(fù)位端、 一個(gè)比較控制端、一個(gè)第一寄存器鎖存端、一個(gè)第二寄存器鎖存端、一個(gè)第三寄存器鎖存端 和一個(gè)計(jì)數(shù)器復(fù)位端,所述的計(jì)數(shù)器中設(shè)置有一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)輸入端、一個(gè)輸出端和一個(gè)復(fù) 位信號(hào)端,所述的第一振蕩電路的信號(hào)輸入端與一個(gè)第一電阻器的一端和一個(gè)第一電容器 的一端連接,所述的第一電阻器的另一端為電源端,所述的第一電容器的另一端為接地端, 第一振蕩電路的信號(hào)輸出端與所述的時(shí)序控制電路的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接,時(shí)序控制電路 的比較控制端與所述的比較器連接,時(shí)序控制電路的第一寄存器鎖存端與所述的第一寄存 器的鎖存端連接,時(shí)序控制電路的第二寄存器鎖存端與所述的第二寄存器的鎖存端連接, 時(shí)序控制電路的第三寄存器鎖存端與所述的第三寄存器的鎖存端連接,時(shí)序控制電路的計(jì) 數(shù)器復(fù)位端與所述的計(jì)數(shù)器的復(fù)位信號(hào)端連接,所述的第二振蕩電路的信號(hào)輸入端與一個(gè) 第二電阻器的一端、一個(gè)第二電容器的一端和一個(gè)人體觸摸端子連接,所述的第二電阻器 的另一端為電源端,所述的第二電容器的另一端為接地端,第二振蕩電路的信號(hào)輸出端與 計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘信號(hào)輸入端連接,計(jì)數(shù)器的輸出端同時(shí)連接到第一寄存器、第二寄存器和第 三寄存器的輸入端,第一寄存器的輸出端、第二寄存器的輸出端、第三寄存器的輸出端均與 比較器連接。
全文摘要
一種人體觸摸檢測(cè)電路,由一個(gè)第一振蕩電路、一個(gè)第二振蕩電路、一個(gè)時(shí)序控制電路、一個(gè)計(jì)數(shù)器、一個(gè)第一寄存器、一個(gè)第二寄存器、一個(gè)第三寄存器和一個(gè)比較器構(gòu)成,第一振蕩電路、第一電阻器和第一電容器與第二振蕩電路、第二電阻器和第二電容器工作在相同環(huán)境下,當(dāng)人體與第二振蕩電路上連接的人體觸摸端子接觸時(shí),由于人體對(duì)地有寄生電容,因此改變了第二振蕩電路的頻率。時(shí)序控制電路、計(jì)數(shù)器、寄存器和比較器組成的數(shù)字電路根據(jù)第二振蕩電路輸出信號(hào)在人體觸摸前后的頻率差別,準(zhǔn)確判斷人體是否接觸人體觸摸端子。本發(fā)明可以消除環(huán)境影響,抗干擾能力強(qiáng),工作穩(wěn)定。
文檔編號(hào)H03K17/96GK101888234SQ200910051269
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2009年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者張懷東 申請(qǐng)人:上海豐芯微電子有限公司