本發(fā)明涉及一種芯片，具體是一種基于MCU的觸摸按鍵芯片。

背景技術(shù)：

目前IC設(shè)計中對觸摸按鍵芯片靈敏度校準及功能仿真驗證都在板級上實現(xiàn)，在傳統(tǒng)的 IC性能功能仿真局限于硬件仿真功能驗證，局限在底層的開發(fā)，沒有形成智能化的人機交互系統(tǒng)，每個功能需要能通過一套硬件來進行測試，隨著測試性能及仿真的深化，功 能驗證和模擬仿真都需要大幅度提高硬件的性能，以得到準確的測試及仿真效果，然而這 勢必會導致硬件系統(tǒng)成本不斷增加，效果卻沒有明顯增加，導致開發(fā)周期變長，成本在增 加。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于MCU的觸摸按鍵芯片，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于MCU的觸摸按鍵芯片，包括參考振蕩器REF_OSC、觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC、時鐘門控單元CG1、時鐘門控單元CG2、觸摸按鍵檢測單元TK_DET以及MCU內(nèi)核MCU_CORE，參考振蕩器REF_OSC振蕩器負責產(chǎn)生參考時鐘clk_ref。時鐘門控單元CG1負責對參考時鐘clk_ref進行門控，當參考振蕩器使能信號ren為高有效狀態(tài)時，時鐘門控單元CG1開啟，由參考振蕩器REF_OSC振蕩器產(chǎn)生的參考時鐘clk_ref被輸送至觸摸按鍵檢測單元TK_DET，當按鍵被有效按下時，觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC的頻率變小；時鐘門控單元CG2負責按鍵時鐘clk_key進行門控，當觸摸感應(yīng)振蕩器使能信號sen為高有效狀態(tài)時，時鐘門控單元CG2開啟，由觸摸感應(yīng)振蕩器產(chǎn)生按鍵時鐘clk_key被輸送至觸摸按鍵檢測單元TK_DET，MCU內(nèi)核MCU_CORE根據(jù)用戶定義的指令來執(zhí)行相應(yīng)的操作。

作為本發(fā)明進一步的方案：觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC能夠被視為一個壓按傳感器，在一些外部電路的配合下，能夠?qū)存I上的壓力轉(zhuǎn)化為一定幅度的頻率的變化。

作為本發(fā)明再進一步的方案：MCU內(nèi)核MCU_CORE輸出有效的參考振蕩器使能信號ren以及觸摸感應(yīng)振蕩器使能信號sen后，觸摸按鍵檢測單元TK_DET才能獲得工作需要的有效時鐘。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明以簡潔的內(nèi)部架構(gòu)實現(xiàn)了有效的觸摸按鍵檢測，具有低生產(chǎn)成本的優(yōu)點，基于MCU內(nèi)核，在應(yīng)用時，用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景要求的靈敏度設(shè)置不同的檢測閾值，所以芯片的應(yīng)用范圍較廣；為了防止干擾導致的檢測錯誤，芯片用戶可以設(shè)置在一段時間內(nèi)，當檢測有效次數(shù)超過N次后，才做出將觸摸按鍵有效判定，從而使應(yīng)用系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力。

附圖說明

圖1為基于MCU的觸摸按鍵芯片的觸摸按鍵有效檢測的原理圖。

圖2為觸摸按鍵檢測單元的得到檢測計數(shù)值det_cnt的工作過程圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。

請參閱圖1～2，本發(fā)明實施例中，一種基于MCU的觸摸按鍵芯片，芯片內(nèi)部包括參考振蕩器REF_OSC、觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC、時鐘門控單元CG1、時鐘門控單元CG2、觸摸按鍵檢測單元TK_DET以及MCU內(nèi)核MCU_CORE。

參考振蕩器REF_OSC振蕩器負責產(chǎn)生參考時鐘clk_ref。時鐘門控單元CG1負責對參考時鐘clk_ref進行門控，當參考振蕩器使能信號ren為高有效狀態(tài)時，時鐘門控單元CG1開啟，由參考振蕩器REF_OSC振蕩器產(chǎn)生的參考時鐘clk_ref被輸送至觸摸按鍵檢測單元TK_DET。

觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC亦可以被視為一個壓按傳感器，它在一些外部電路的配合下，能夠?qū)存I上的壓力轉(zhuǎn)化為一定幅度的頻率的變化。在應(yīng)用中，當按鍵被有效按下時，觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC的頻率將會變小。時鐘門控單元CG2負責按鍵時鐘clk_key進行門控，當觸摸感應(yīng)振蕩器使能信號sen為高有效狀態(tài)時，時鐘門控單元CG2開啟，由觸摸感應(yīng)振蕩器產(chǎn)生按鍵時鐘clk_key被輸送至觸摸按鍵檢測單元TK_DET。

MCU內(nèi)核MCU_CORE能夠根據(jù)用戶定義的指令來執(zhí)行相應(yīng)的操作。觸摸按鍵有效檢測的原理如圖 1所示。在觸摸按鍵應(yīng)用場景里，由MCU內(nèi)核控制整個芯片的工作過程。MCU內(nèi)核輸出有效的參考振蕩器使能信號ren以及觸摸感應(yīng)振蕩器使能信號sen后，觸摸按鍵檢測單元TK_DET才能獲得工作需要的有效時鐘。觸摸按鍵檢測單元TK_DET工作的一些配置信息config也由用戶通過MCU內(nèi)核去控制。MCU內(nèi)核MCU_CORE將時隙配置信息cfg_slot輸送至觸摸按鍵檢測單元TK_DET，觸摸按鍵檢測單元根據(jù)時鐘配置信息產(chǎn)生相應(yīng)的參考時隙，經(jīng)過觸摸按鍵檢測單元內(nèi)部的同步單元SYNC的處理后，再由工作于按鍵時鐘clk_key的檢測計數(shù)器在參考時隙有效的時間內(nèi)進行計數(shù)，得到檢測計數(shù)值det_cnt，然后將檢測計數(shù)值返回至MCU內(nèi)核中。當不存在有效觸摸按鍵觸發(fā)時，觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC基本上不會有變化，或者只有很小的偏差。當存在有效觸摸按鍵觸發(fā)時，觸摸感應(yīng)振蕩器SENS_OSC輸出的時鐘頻率會出現(xiàn)一定幅度的負偏移。觸摸按鍵檢測的方案正是基于在有效觸摸按鍵時按鍵時鐘clk_key的時鐘頻率會出現(xiàn)一定幅度變小的原理。當用戶使用芯片時，先通過參數(shù)配置產(chǎn)生某一參考時隙，然后通過觸摸按鍵檢測單元TK_DET內(nèi)部的檢測計數(shù)器得到檢測計數(shù)值假設(shè)值為A。接著MCU內(nèi)核不斷地重復(fù)產(chǎn)生同一個參考時隙，并且再次通過觸摸按鍵檢測單元TK_DET對參考時隙有效時間內(nèi)進行計數(shù)，得到檢測計數(shù)值假設(shè)為B。用戶可以預(yù)先一個檢測閾值，當B<A并且A-B的值大于檢測閾值時，判定存在有效的觸摸按鍵觸發(fā)。在應(yīng)用時，用戶可以根據(jù)不同的應(yīng)用場景要求的靈敏度設(shè)置不同的檢測閾值。為了防止干擾導致的檢測錯誤，用戶可以設(shè)置在一段時間內(nèi)，當檢測有效次數(shù)超過N次后，才做出將觸摸按鍵有效判定，從而使應(yīng)用系統(tǒng)具有較強的抗干擾能力。

觸摸按鍵檢測單元的得到檢測計數(shù)值det_cnt的工作過程如圖 2所示。MCU內(nèi)核輸出有效的參考振蕩器使能信號ren后，觸摸按鍵檢測單元TK_DET獲得有效的參考時鐘clk_ref。上升沿檢測電路RISE_DET檢測到有效的參考振蕩器使能信號ren的上升沿跳變時，將會將時隙寄存器SLOT置位為高電平有效狀態(tài)，并且將時隙計數(shù)器進行清零，時隙計數(shù)器SLOT_CNT自此之后，從零開始進行累加計數(shù)。當時隙計數(shù)器SLOT_CNT的計數(shù)值等于時隙配置寄存器CFG_SLOT的值時，通過比較器輸出的信號將有效觸發(fā)時隙寄存器SLOT由高電平狀態(tài)復(fù)位為低電平狀態(tài)。通過上述的過程，得到有效的參考時隙信號slot。參考時隙信號slot經(jīng)過觸摸按鍵檢測單元內(nèi)部的同步單元SYNC的處理后，再通過工作于按鍵時鐘clk_key的檢測計數(shù)器在參考時隙有效的窗口內(nèi)進行計數(shù)，得到檢測計數(shù)值det_cnt。

對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應(yīng)將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。

此外，應(yīng)當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。