支持硬件防水的密集型电容触摸按键电路的制作方法

1.本发明涉及按键电路防水技术领域，具体的是支持硬件防水的密集型电容触摸按键电路。


背景技术：

2.电容触摸按键是电子产品常用的用户界面，通过检测按键上的电容变化来判断是否有手指触摸动作；与机械按键相比电容触摸按键具有外观漂亮、易用、寿命长等特点。但是，在一些电子产品中，常会因电容触摸按键上附有油污、水滴、水膜等原因产生寄生电容，进而导致电容触摸按键误触发。
3.鉴于上述情形，在现有的电容触摸按键方案的基础上如何消除油污、水滴、水膜对按键电容的影响，从而实现电容触摸按键的防水功能，这是业界亟待解决的重要问题。


技术实现要素：

4.为了弥补现有技术的上述不足，本发明提供了一种支持硬件防水的电容触摸按键电路，其技术方案如下。
5.支持硬件防水的密集型电容触摸按键电路，其中：
6.具有mcu单元、与mcu单元连接的按键单元、外挂电容；
7.按键单元具有密集型排布的多个电容触摸按键；
8.mcu单元通过内建的电路逻辑提供多个与电容触摸按键对应的充电电路，还提供了多个与充电电路一一对应的第一开关，充电电路分别通过对应的第一开关为对应的电容触摸按键充电；
9.mcu单元还通过内建的电路逻辑提供多个与电容触摸按键对应的第二开关，电容触摸按键分别通过对应的第二开关并联至外挂电容的一端，外挂电容的另一端则接地；
10.mcu单元还通过内建的电路逻辑提供一个跨接外挂电容c0两端的第三开关；
11.mcu单元以时钟信号驱动第三开关周期性的通断，还在第三开关断开期间对电容触摸按键进行逐一扫描；
12.mcu单元还以另一时钟信号驱动第二开关周期性的通断，并驱动第一开关相对于第二开关反向通断。
13.进一步的，在充电电路中，采用电源电压作为第一充电电压，采用mcu单元未扫描的电容触摸按键的io输出作为第二充电电压、以及mcu单元提供的基准电压作为第三充电电压；
14.mcu单元通过内建的电路逻辑分别为第一充电电压、第二充电电压、第三充电电压提供选择开关，使第一充电电压、第二充电电压、第三充电电压择一的输出为按键充电电压；
15.对当前所扫描的电容触摸按键，mcu单元通过选择开关使第一充电电压或第三充电电压输出为按键充电电压；
16.对当前未扫描的电容触摸按键，mcu单元通过选择开关使第二充电电压输出为按键充电电压。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
18.对于mcu单元当前未扫描的电容触摸按键而言，其io端口的电位将保持与mcu单元当前扫描的电容触摸按键一致，从而通过未扫描的电容触摸按键直接作为当前扫描的电容触摸按键的防水电极，尽可能小的避免当前扫描的电容触摸按键因电容触摸按键上附有油污、水滴、水膜等原因产生寄生电容；并且，每个电容触摸按键只占用mcu单元的1个io引脚，pcb结构跟无防水处理的pcb一样，无需专门的防水电极，非常适用于触摸按键较多的场合。
19.下面，结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步的说明。
附图说明
20.图1是本发明的电路结构示意图。
21.图2是本发明的电路原理示意图。
22.图3是本发明中充电电路的电路原理示意图。
具体实施方式
23.如图1到图2所示，支持硬件防水的密集型电容触摸按键电路，其中：
24.具有mcu单元1、与mcu单元1连接的按键单元2、外挂电容c0；
25.按键单元2具有密集型排布的多个电容触摸按键20；
26.mcu单元1通过内建的电路逻辑提供多个与电容触摸按键20对应的充电电路，还提供了多个与充电电路一一对应的第一开关，充电电路分别通过对应的第一开关为对应的电容触摸按键20充电；如图2所示，电容触摸按键20包括电容触摸按键t1到tn，第一开关包括第一开关sa1到第一开关san，充电电路包括充电电路31到充电电路3n；
27.mcu单元1还通过内建的电路逻辑提供多个与电容触摸按键20对应的第二开关，电容触摸按键20分别通过对应的第二开关并联至外挂电容c0的一端，外挂电容c0的另一端则接地；如图2所示，第二开关包括第二开关sb1到第二开关sbn；
28.如图2所示，mcu单元1还通过内建的电路逻辑提供一个跨接外挂电容c0两端的第三开关s0；
29.mcu单元1以时钟信号驱动第三开关s0周期性的通断，还在第三开关s0断开期间对电容触摸按键20进行逐一扫描；
30.mcu单元1还以另一时钟信号驱动第二开关周期性的通断，并驱动第一开关相对于第二开关反向通断。
31.如图3所示，进一步的，在充电电路中，采用电源电压作为第一充电电压vdd，采用mcu单元1未扫描的电容触摸按键20的io输出作为第二充电电压v1、以及mcu单元1提供的基准电压作为第三充电电压v0；
32.mcu单元1通过内建的电路逻辑分别为第一充电电压vdd、第二充电电压v1、第三充电电压v0提供选择开关，使第一充电电压vdd、第二充电电压v1、第三充电电压v0择一的输出为按键充电电压vchg；r如图3所示，第一充电电压vdd、第二充电电压v1、第三充电电压v0具有分别对应的选择开关s0、选择开关vsn、选择开关vs；
33.对当前所扫描的电容触摸按键20，mcu单元1通过选择开关使第一充电电压vdd或第三充电电压v0输出为按键充电电压vchg；
34.对当前未扫描的电容触摸按键20，mcu单元1通过选择开关使第二充电电压v1输出为按键充电电压vchg。
35.在上述技术方案中：
36.第三开关s0打开时，电路对外挂电容c0放电；
37.第一开关sa1到第一开关san打开时，充电电路对电容触摸按键20进行充电；
38.第二开关sb1到第二开关sbn打开时，电容触摸按键20上的电荷搬移到外挂电容c0上；
39.当充电电路选择第一充电电压vdd或第三充电电压v0时，在充电时间打开第一开关sa1到第一开关san，把按键充电到vdd或v0电压，并且在电荷搬移时关闭第一开关sa1到第一开关san。
40.当充电电路选择第二充电电压v1时，对于mcu单元1当前未扫描的电容触摸按键20而言，其io端口的电位将保持与mcu单元1当前扫描的电容触摸按键20一致，从而通过未扫描的电容触摸按键20直接作为当前扫描的电容触摸按键20的防水电极，尽可能小的避免当前扫描的电容触摸按键20因电容触摸按键20上附有油污、水滴、水膜等原因产生寄生电容；并且，每个电容触摸按键20只占用mcu单元1的1个io引脚，pcb结构跟无防水处理的pcb一样，无需专门的防水电极，非常适用于触摸按键较多的场合。
41.对于本领域技术人员而言，本发明的保护范围并不限于上述示范性实施例的细节，在没有背离本发明的精神或基本特征的情况下，本领域技术人员基于本发明的要件所做出的等同含义和保护范围内的所有变化的实施方式均应囊括在本发明之内。

技术特征：
1.支持硬件防水的密集型电容触摸按键电路，其特征在于：具有mcu单元、与mcu单元连接的按键单元、外挂电容；按键单元具有密集型排布的多个电容触摸按键；mcu单元通过内建的电路逻辑提供多个与电容触摸按键对应的充电电路，还提供了多个与充电电路一一对应的第一开关，充电电路分别通过对应的第一开关为对应的电容触摸按键充电；mcu单元还通过内建的电路逻辑提供多个与电容触摸按键对应的第二开关，电容触摸按键分别通过对应的第二开关并联至外挂电容的一端，外挂电容的另一端则接地；mcu单元还通过内建的电路逻辑提供一个跨接外挂电容c0两端的第三开关；mcu单元以时钟信号驱动第三开关周期性的通断，还在第三开关断开期间对电容触摸按键进行逐一扫描；mcu单元还以另一时钟信号驱动第二开关周期性的通断，并驱动第一开关相对于第二开关反向通断。2.如权利要求1所述的支持硬件防水的密集型电容触摸按键电路，其特征在于：充电电路中，采用电源电压作为第一充电电压，采用mcu单元未扫描的电容触摸按键的io输出作为第二充电电压、以及mcu单元提供的基准电压作为第三充电电压；mcu单元通过内建的电路逻辑分别为第一充电电压、第二充电电压、第三充电电压提供选择开关，使第一充电电压、第二充电电压、第三充电电压择一的输出为按键充电电压；对当前所扫描的电容触摸按键，mcu单元通过选择开关使第一充电电压或第三充电电压输出为按键充电电压；对当前未扫描的电容触摸按键，mcu单元通过选择开关使第二充电电压输出为按键充电电压。
技术总结
支持硬件防水的密集型电容触摸按键电路，具有MCU单元、按键单元、外挂电容；按键单元具有密集型排布的多个电容触摸按键；MCU单元通过内建的电路逻辑提供多个与电容触摸按键对应的充电电路，还提供了多个与充电电路一一对应的第一开关；MCU单元还通过内建的电路逻辑提供多个与电容触摸按键对应的第二开关，电容触摸按键分别通过对应的第二开关并联至外挂电容的一端；MCU单元还通过内建的电路逻辑提供一个跨接外挂电容C0两端的第三开关；MCU单元以时钟信号驱动第三开关周期性的通断，还在第三开关断开期间对电容触摸按键进行逐一扫描。本发明无需专门的防水电极，非常适用于触摸按键较多的场合。摸按键较多的场合。摸按键较多的场合。


技术研发人员：戴锐 崔伟青 崔松叶
受保护的技术使用者：深圳前海维晟智能技术有限公司
技术研发日：2021.03.25
技术公布日：2021/6/29