[发明专利]基于MCU的电容感应式触摸按键及触摸按键电容的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于MCU的电容感应式触摸按键及触摸按键电容的测量方法，主要用于电子产品控制，属触摸按键制造领域。

背景技术

目前传统的机械按键具有易磨损、安装复杂、受温度、湿度、灰尘等环境因素影响变化较大等缺点；而压电薄磨式触摸按键不仅造价高昂，而且容易损坏，并且受温度和湿度影响，其输出信号的值误差大，易造成误动或不动。

发明内容

设计目的：为了避免背景技术中存在的不足之处，设计一种采用PCB印刷电路作为感应电容且灵敏和准确性高的基于MCU的电容感应式触摸按键及触摸按键电容的测量方法。

设计方案：为了实现上述设计目的。本发明采用MCU检测触摸按键电容的RC充放电时间的变化来判断触摸按键电容的变化，从而判断触摸按键是否被按下。当手指按在触摸按键上时，触摸按键的电容值变大，使得RC充放电时间变长，MCU检测到这种变化，从而感知按键。主要由以下几部分构成：①MCU：MCU是单片机，是系统的核心部分，完成对各个触摸按键电容的检测和按键是否被按下的判断；②触摸按键：设计在PCB板上的按键触摸区域，触摸按键形状可以是方形、圆形、条形或其他各种形状。

技术方案1：基于MCU的电容感应式触摸按键，其特征在是：触摸按键分布在PCB印刷电路上且分别与MCU的I/O口端及电阻R的一端连接，R的另一端接地。

技术方案2：基于MCU的电容感应式触摸按键，1～n个触摸按键分布在PCB印刷电路上且采用导线分别与MCU在的1～n个I/O口连接，两个触摸按键间设有电阻R连接。

技术方案3：基于MCU的电容感应式触摸按键及触摸按键电容的测量方法，MCU的1～n个I/O口对分布在PCB印刷电路上触摸按键电容充电或放电，当没有手指按下时，PCB触摸按键有一个基本电容，MCU记录对基本电容充电或放电至一定电压的充放电时间，当手指按在PCB触摸按键上时，MCU检测到充放电时间变化到达一定阈值时，MCU判断有按键按下，并计算按键值。

本发明与背景技术相比，一是采用电容触摸感应技术设计触摸按键，成本低，无需特殊传感器；二是功耗较低；三是感应式轻触即可实现其信号的输出；四是实现方式的可以多样性，并且可以实现精度定位；可替代各种机械按键、开关和接近探测器，并且隔着玻璃(或塑料)的按键，即能感应到你手指的动作、执行相应的动作；六是结构简单，耐磨损的好；七是由于不使用传统的按键，该触摸感应按键可采用整体无缝面板，其防尘效果极佳，提高了产品的可靠性。

附图说明

图1是一种基于MCU的电容感应式触摸按键实施方案的电路示意图。

图2是一种基于MCU的电容感应式触摸按键的工作系统模拟示意图。

具体实施方式

实施例1：参照附图1。基于MCU的电容感应式触摸按键，触摸按键分布在PCB印刷电路上且分别与MCU的I/O口端及电阻R的一端连接。触摸按键、MCU的I/O口端及电阻均为1～n个且如附图1所示一一对应。

实施例2：参照附图2。1～n个触摸按键分布在PCB印刷电路上且采用导线分别与MCU在的1～n个I/O口连接，两个触摸按键间采用电阻R连接。1～n个I/O口依次为高电平、低电平，高电平、低电平……且成对匹配。

实施例3：在实施例1和2的基础上，基于MCU的电容感应式触摸按键及触摸按键电容的测量方法，MCU的1～n个I/O口对分布在PCB印刷电路上触摸按键电容充电或放电，当没有手指按下时，PCB触摸按键有一个基本电容，MCU记录对基本电容充电或放电至一定电压的充放电时间，当手指按在PCB触摸按键上时，MCU检测到充放电时间变化到达一定阈值时，MCU判断有按键按下，并计算按键值。

电容充电的计算公式为：