本實(shí)用新型涉及電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)電路和家用電器。

背景技術(shù)：

與傳統(tǒng)的機(jī)械式按鍵相比，電容式感應(yīng)觸摸按鍵不需要人體直接接觸金屬，可以徹底消除安全隱患，即使帶手套也可以使用，并且不受天氣干燥潮濕，人體電阻變化等影響，使用更加方便。沒有任何機(jī)械部件，不會(huì)磨損，無限壽命，減少后期維護(hù)成本。其感測(cè)部分可以放置到任何絕緣層(通常為玻璃或塑料材料)的后面，很容易制成與周圍環(huán)境相密封的鍵盤。

目前電容式觸摸感應(yīng)按鍵已經(jīng)廣泛應(yīng)用于音響面板、電話機(jī)控制鍵盤、儀器儀表控制面板、洗衣機(jī)控制面板、智能門禁系統(tǒng)控制面板、各種小家電，例如電磁爐、消毒柜、微波爐等，已經(jīng)覆蓋家用電器、手持設(shè)備、工業(yè)控制、汽車電子、軍用產(chǎn)品等幾乎所有涉及到控制按鍵操作面板的應(yīng)用領(lǐng)域。

對(duì)于電容式觸摸感應(yīng)按鍵的檢測(cè)普遍利用專用觸摸芯片檢測(cè)后與MCU(Microcontroller Unit，微控制單元，又稱為單片機(jī))通訊的辦法，或者使用集成觸控按鍵檢測(cè)專用型MCU。對(duì)于數(shù)量較少的電容式觸摸感應(yīng)按鍵或者通過MCU作為主MCU的控制按鍵操作面板，存在芯片管腳浪費(fèi)或者通用性弱的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的實(shí)施例提供一種電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)電路和家用電器，解決了對(duì)于數(shù)量較少的電容式觸摸感應(yīng)按鍵或者通過MCU作為主MCU的控制按鍵操作面板，存在芯片管腳浪費(fèi)或者通用性弱的問題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型實(shí)施例采用如下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型提供一種電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)電路，包括：

觸摸感應(yīng)電容、高通濾波器、倍壓整流電路和單片機(jī)MCU處理電路，其中，高頻信號(hào)源與所述高通濾波器連接，所述觸摸感應(yīng)電容與所述高通濾波器中的電容并聯(lián)，所述高通濾波器、所述倍壓整流電路和所述MCU處理電路依次連接；

所述觸摸感應(yīng)電容，用于當(dāng)電容式觸摸感應(yīng)按鍵沒有按下操作時(shí)，獲得靜態(tài)電容，當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵按下操作時(shí)，獲得耦合電容，且所述耦合電容大于所述靜態(tài)電容；

所述高通濾波器，用于當(dāng)所述觸摸感應(yīng)電容為所述靜態(tài)電容時(shí)，獲得所述高頻信號(hào)源的低電平幅值，當(dāng)所述觸摸感應(yīng)電容為所述耦合電容時(shí)，獲得所述高頻信號(hào)源的高電平幅值；

所述倍壓整流電路，用于將所述低電平幅值或所述高電平幅值按照指定倍數(shù)輸出，得到指定倍數(shù)的低電平幅值或指定倍數(shù)的高電平幅值；

所述MCU處理電路，用于根據(jù)所述倍壓整流電路的輸出電平，判斷所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵的操作，其中，所述輸出電平為所述指定倍數(shù)的低電平幅值或所述指定倍數(shù)的高電平幅值。

可選的，所述高通濾波器，還用于當(dāng)所述觸摸感應(yīng)電容為所述靜態(tài)電容時(shí)，得到所述高通濾波器的第一截止頻率，當(dāng)所述觸摸感應(yīng)電容為所述耦合電容時(shí)，得到所述高通濾波器的第二截止頻率，且所述第一截止頻率大于所述第二截止頻率。

可選的，所述倍壓整流電路，還用于將所述高通濾波器輸出的交流高頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)。

可選的，所述MCU處理電路，還用于當(dāng)檢測(cè)到所述輸出電平為從所述指定倍數(shù)的低電平幅值變?yōu)樗鲋付ū稊?shù)的高電平幅值時(shí)，判斷所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵為按下操作，或者當(dāng)檢測(cè)到所述輸出電平為從所述指定倍數(shù)的高電平幅值變?yōu)樗鲋付ū稊?shù)的低電平幅值時(shí)，判斷所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵為釋放操作。

可選的，所述高通濾波器為一階高通濾波器或二階高通濾波器。

可選的，當(dāng)所述高通濾波器為二階高通濾波器時(shí)，所述觸摸感應(yīng)電容與所述二階高通濾波器中的任意一節(jié)高通濾波電路中的電容并聯(lián)。

可選的，所述高通濾波器為有源高通濾波器或無源高通濾波器。

本實(shí)用新型還提供一種包含本實(shí)用新型所提供的上述電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)電路的家用電器。

通過上述電路，根據(jù)所述高通濾波器的截止頻率跟隨所述觸摸感應(yīng)電容的變化而變化，從而可以決定固定頻率的交流高頻通過所述高頻濾波器后的幅值大小，再經(jīng)由所述倍壓整流電路的處理，輸出穩(wěn)定的可供MCU處理電路處理的輸出電平。本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，可以用于較少數(shù)量環(huán)境的電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)，且不拘泥于特定MCU，具有一定的通用性。

本實(shí)用新型的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖是用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本實(shí)用新型，但并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限制。在附圖中：

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)電路的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的一種電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)電路的電路圖；

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的另一種電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)電路的電路圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。

本實(shí)用新型實(shí)施例是針對(duì)電容式觸摸感應(yīng)按鍵的檢測(cè)，其中，所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵的原理是利用人體的感應(yīng)電容來檢測(cè)是否有手指存在，當(dāng)人的手指按下或者接近所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵時(shí)，人體的寄生電容將耦合到這個(gè)靜態(tài)電容上，使該按鍵的最終電容值變大，通過檢測(cè)電容的變化量從而判斷該按鍵是按下還是釋放。本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)電路，如圖1所示，所述電路包括：

觸摸感應(yīng)電容11、高通濾波器12、倍壓整流電路13和單片機(jī)MCU處理電路14，其中，高頻信號(hào)源(圖1中未標(biāo)示)與所述高通濾波器12連接，所述觸摸感應(yīng)電容11與所述高通濾波器12中的電容15并聯(lián)，所述高通濾波器12、所述倍壓整流電路13和所述MCU處理電路14依次連接；

所述觸摸感應(yīng)電容11，用于當(dāng)電容式觸摸感應(yīng)按鍵沒有按下操作時(shí)，獲得靜態(tài)電容，當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵按下操作時(shí)，獲得耦合電容，且所述耦合電容大于所述靜態(tài)電容。

當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵沒有按下操作時(shí)，所述觸摸感應(yīng)電容為靜態(tài)電容，相當(dāng)于所述觸摸感應(yīng)電容斷開，不與所述高通濾波器中的電容并聯(lián)；當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵按下操作時(shí)，獲得耦合電容，得到的所述耦合電容大于所述靜態(tài)電容。

所述高通濾波器12，用于當(dāng)所述觸摸感應(yīng)電容為所述靜態(tài)電容時(shí)，獲得所述高頻信號(hào)源的低電平幅值，當(dāng)所述觸摸感應(yīng)電容為所述耦合電容時(shí)，獲得所述高頻信號(hào)源的高電平幅值。

即，當(dāng)所述觸摸感應(yīng)電容為所述靜態(tài)電容時(shí)，得到所述高通濾波器的第一截止頻率，當(dāng)所述觸摸感應(yīng)電容為所述耦合電容時(shí)，得到所述高通濾波器的第二截止頻率，且所述第一截止頻率大于所述第二截止頻率。

如圖2所示，以所述高通濾波器為一階無源高通濾波器為例進(jìn)行說明，圖2中電容C101和電阻R101組成CR高通濾波器，C102為所述觸摸感應(yīng)電容。

當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵沒有按下操作時(shí)，所述觸摸感應(yīng)電容C102為靜態(tài)電容，相當(dāng)于斷開電路，不與電容C101并聯(lián)，則組成所述高通濾波器的組件為電容C101和電阻R101，所以此時(shí)，所述高通濾波器的截止頻率為

當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵按下操作時(shí)，所述觸摸感應(yīng)電容C102與C101并聯(lián)，則組成所述高通濾波器的組件為電容C101、觸摸感應(yīng)電容C102和電阻R101，此時(shí)所述高通濾波器的截止頻率為

對(duì)于高頻信號(hào)源101通過所述高通濾波器之后的電平幅值，當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵沒有按下操作時(shí)，所述高通濾波器的截止頻率為由于所述高通濾波器的作用，所述高頻信號(hào)源101的高頻信號(hào)將會(huì)衰減嚴(yán)重，得到了低電平幅值；當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵按下操作時(shí)，所述高通濾波器的截止頻率為所述高頻信號(hào)源101的高頻信號(hào)將會(huì)無衰減或者衰減很小通過，得到了高電平幅值。

例如，當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵沒有按下操作時(shí)，所述高通濾波器的截止頻率為300KHz，所述高頻信號(hào)源101的輸出信號(hào)頻率為150KHz，電平有效值為1V，所述高通濾波器的輸出信號(hào)的電平有效值將會(huì)小于0.5V，即得到了低電平幅值；當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵按下操作時(shí)，所述截止頻率變小，小于75KHz，所述高通濾波器的輸出信號(hào)的電平有效值將會(huì)基本操持在1V左右，即得到了高電平幅值。

上述僅是以一階無源高通濾波器為例進(jìn)行說明，所述高通濾波器不局限于此，所述高通濾波器可以為一階高通濾波器或二階高通濾波器，或者有源高通濾波器或無源高通濾波器，如圖3所示，所述高通濾波器為一階有源高通濾波器時(shí)，該檢測(cè)電路的電路圖。

當(dāng)所述高通濾波器為二階高通濾波器時(shí)，所述觸摸感應(yīng)電容與所述二階高通濾波器中的任意一節(jié)高通濾波電路中的電容并聯(lián)。

所述倍壓整流電路13，用于將所述低電平幅值或所述高電平幅值按照指定倍數(shù)輸出，得到指定倍數(shù)的低電平幅值或指定倍數(shù)的高電平幅值。

由于所述MCU處理電路14只能處理直流信號(hào)，因此通過所述倍壓整流電路13，將所述高通濾波器輸出的交流高頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)。

所述倍壓整流電路13可以使用二倍壓整流電路，三倍壓整流電路，甚至多倍壓整流電路，由于所述MCU處理電路14處理的電平幅值范圍為[3.3V，5V]，只要保證所述倍壓整流電路13輸出的電平幅值在次范圍內(nèi)即可。

如圖2或圖3所示，提供的所述倍壓整流電路13為三倍壓整流電路，包含第一二極管D201和第一電容C201、第二二極管D202和第二電容C202、第三二極管D203和第三電容C203以及負(fù)載R201。根據(jù)三倍壓整流電路工作原理，將所述高通濾波器輸出的交流高頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為直流信號(hào)，且輸出的電平幅值為倍。所以高頻信號(hào)源101的輸出信號(hào)頻率為150KHz，電平有效值為1V，當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵沒有按下操作時(shí)，所述高通濾波器的輸出信號(hào)的電平有效值小于0.5V，則所述三倍壓整流電路輸出電壓將小于3V；當(dāng)所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵按下操作時(shí)，所述高通濾波器的輸出信號(hào)的電平有效值在1V左右，則所述三倍壓整流電路輸出電壓將大于4V。

所述MCU處理電路14，用于根據(jù)所述倍壓整流電路的輸出電平，判斷所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵的操作，其中，所述輸出電平為所述指定倍數(shù)的低電平幅值或所述指定倍數(shù)的高電平幅值。

其中，所述MCU處理電路14，當(dāng)檢測(cè)到所述輸出電平為從所述指定倍數(shù)的低電平幅值變?yōu)樗鲋付ū稊?shù)的高電平幅值時(shí)，判斷所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵為按下操作，或者當(dāng)檢測(cè)到所述輸出電平為從所述指定倍數(shù)的高電平幅值變?yōu)樗鲋付ū稊?shù)的低電平幅值時(shí)，判斷所述電容式觸摸感應(yīng)按鍵為釋放操作。

通過上述電路，根據(jù)所述高通濾波器的截止頻率跟隨所述觸摸感應(yīng)電容的變化而變化，從而可以決定固定頻率的交流高頻通過所述高頻濾波器后的幅值大小，再經(jīng)由所述倍壓整流電路的處理，輸出穩(wěn)定的可供MCU處理電路處理的輸出電平。本實(shí)用新型實(shí)施例設(shè)計(jì)電路簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)方便，可以用于較少數(shù)量環(huán)境的電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)，且不拘泥于特定MCU，具有一定的通用性。

上述電容式觸摸感應(yīng)按鍵檢測(cè)電路，還適用于具有電容式觸摸感應(yīng)按鍵的家用電器。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本實(shí)用新型的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本實(shí)用新型對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。

此外，本實(shí)用新型的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本實(shí)用新型的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本實(shí)用新型所公開的內(nèi)容。