[发明专利]低端单片机上实现电容式触摸板高分辨率输出的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种触摸板的数据处理方法，具体来说涉及一种低端单片机设备上实现电容式触摸板高分辨率输出的处理方法。

背景技术

电容式触摸板的工作原理：电容感应板为一个小块面积的电极(电极板可以是方形，三角形，圆形等)，而此电极与电容感测模块的电容感应通道用导线相连，这样，这小块面积的电极在导电体内形成一个低压电场；当触摸或靠近电容感应板时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，于是电容感应板(电极)与电容感测模块的电容感应通道间就有电流的流动，电容感测模块根据电流的变化便转换出相应感应电容值；而整个触摸板是多个小感应板并按照一定规律的排列组成，因此根据各个小板(各个电容感应通道)的电容值和排列规律便能准确计算出触摸的位置。

触摸板及感应电极可由PCB和电路布线做成，一般感应电极布线在最上层，另加上一层非导电保护层。相比普通的电阻式触摸板来说，由于电容式触摸板反应速度快，且能够支持多点触碰等技术，因此越来越受到使用者的青睐，使用领域也越来越广泛。

而要在一个电子设备中使用电容式触摸板，一般设计均需配合使用较高级别的单片机如16位或32位才能使电容式触摸板发挥良好的性能和表现效果。这些高端单片机可以是ARM系列或MIPS系芯片等等。而此类单片机芯片的价格一般都较为昂贵，且其功耗也较高，不仅增加了制造成本，而且也随之要求配备高性能的配套电源供应模块，因此目前能够使用电容式触摸板的电子设备仅仅局限于一些大厂家的高端应用设备上。因此，不太适合超低功耗(几十微安(uA)级甚至几微安级以下的电流消耗)的嵌入式设备上使用电容式触摸板，例如：遥控器。而随之电子设备的多元化发展，越来越多的低端设备也希望发展出多元化的应用方案，因此利用系级数8位单片机作为设计主控器件设备成为其结合电容式触摸板的瓶颈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低端单片机设备上实现电容式触摸板高分辨率输出的处理方法，该方法将低端单片机的电子设备结合电容式触摸板，充分利用低端单片机的计算处理能力，改善数据处理效率，从而在低端单片机上实现电容式触摸板的高分辨率输出。

本发明的目的可通过以下的技术措施来实现：一种低端单片机设备上实现电容式触摸板高分辨率输出的处理方法，所述低端单片机设备包括主控单片机模块(MCU)、自检式容性感测模块和电容式触摸板，所述主控单片机模块控制自检式容性感测模块并获取该自检式容性感测模块从电容式触摸板上采集得到的原始数据，然后主控单片机对原始数据进行触摸位置的计算，得到触摸点的原始坐标数据，经过优化计算处理，得到坐标位置；其中，所述主控单片机模块对原始坐标数据的优化计算处理过程如下：

(a)、预处理：采用改进的卡尔曼滤波器对采集的原始坐标数据进行滤波；

(b)、平滑处理：对步骤(a)滤波后的坐标数据采用连续中点值算法进行处理；

(c)、滤波处理：对步骤(b)处理后的坐标数据进行数字低通滤波器处理。

所述步骤(a)的计算公式为：当n≥2时，

Y_a’(n)＝2Y_a(n-1)-Y_a(n-2)……(A)

Y_a(n)＝Y_a’(n)+Kg*(X(n)-Y_a’(n))……(B)

当n＝1或n＝0时，Y_a(n)＝Y_a’(n)＝X(n)；

X(n)是当前时刻n主控单片机模块从自检式容性感测模块上取得的原始数据所计算的原始坐标值，Y_a’(n)是系统当前时刻n坐标的预测值，Y_a(n)是系统当前时刻n坐标的最优化值，即步骤(a)的输出值，Y_a(n-1)，Y_a(n-2)是系统的上一时刻和前一时刻的最优化值；Kg为卡尔曼增益。

所述步骤(b)的计算公式为：

当n＞1时，Y_b(n)＝(Y_a(n-2)+Y_a(n))/2；

当n＝1或n＝0时，Y_b(n)＝Y_a(n)；

Y_a(n-2)、Y_a(n-1)和Y_a(n)是步骤(a)的输出值，将作为步骤(b)的输入值，Y_b(n)为步骤(b)的输出值。