專利名稱：抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子按鍵技術(shù)，特別涉及一種抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法。
背景技術(shù)：
目前，各種類型的按鍵已廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，其中最常用的為電容式觸摸按 鍵。電容觸摸按鍵的主要原理是人體觸摸按鍵后，會(huì)改變按鍵電容上的電荷量，通過(guò)檢測(cè)按 鍵電容上的電荷量的改變或是由電荷量改變引發(fā)的電壓、電流等電信號(hào)的改變，就可以確 定是否有按鍵觸摸動(dòng)作發(fā)生。按鍵檢測(cè)的成功率直接影響了電子產(chǎn)品的使用，按鍵檢測(cè)通 常是指檢測(cè)對(duì)按鍵進(jìn)行的操作，確定該按鍵是否被按下?，F(xiàn)有的按鍵檢測(cè)方法主要包括下述基本步驟檢測(cè)按鍵，獲取按鍵信號(hào)；以固定 頻率采樣所述按鍵信號(hào)，在預(yù)定的時(shí)間范圍內(nèi)采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定 的次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)。上述按鍵檢測(cè)過(guò)程中，如果有外界環(huán)境因素干擾，如有手機(jī)、其他電器等產(chǎn)生的噪 聲干擾，則會(huì)使按鍵的誤觸發(fā)率或漏檢率升高，由此降低按鍵檢測(cè)的精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問題是提供一種抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，排除環(huán)境噪聲的干擾，提高 按鍵動(dòng)作的檢測(cè)精度。為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，包括按鍵；環(huán)境檢測(cè)單元，用于檢測(cè)背景環(huán)境信號(hào)，屏蔽第一頻率至第二頻率范圍外的信號(hào)， 在檢測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；按鍵檢測(cè)單元，由所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)，對(duì)所述按鍵進(jìn)行檢測(cè)，獲取按鍵信號(hào)；控制單元，由所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)，對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，在第一時(shí)間窗口中采 樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)?？蛇x的，所述檢測(cè)單元包括系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)供電電源的頻率范圍內(nèi)的系統(tǒng)噪聲信號(hào)；低頻干擾檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)，所述 第三頻率小于所述第一頻率，所述第四頻率大于所述第二頻率，在檢測(cè)到所述第一頻率至 第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；高頻干擾檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)第五頻率至第六頻率范圍內(nèi)的高頻噪聲信號(hào)，所述 第五頻率大于所述第四頻率；檢測(cè)控制模塊，用于控制所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊、低頻干擾檢測(cè)模塊和高頻干擾 檢測(cè)模塊依次循環(huán)工作?？蛇x的，所述按鍵設(shè)置于偵測(cè)板上，所述偵測(cè)板用作所述低頻干擾檢測(cè)模塊的天 線，接收所述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)，并將其傳輸至所述低頻干擾檢測(cè)模塊?？蛇x的，所述偵測(cè)板上還設(shè)置有平衡點(diǎn)，所述平衡點(diǎn)為金屬材料，將所述偵測(cè)板的 接收頻率范圍調(diào)節(jié)至所述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)?？蛇x的，所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊在所述系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度低于第一預(yù)設(shè)幅度 時(shí)，將該系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度傳輸至所述控制單元，所述控制單元將其加入系統(tǒng)的基準(zhǔn)信 號(hào)中；所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊在所述系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度高于第二預(yù)設(shè)幅度時(shí)，將該系統(tǒng) 噪聲信號(hào)的幅度傳輸至所述控制單元，所述控制單元對(duì)其進(jìn)行限幅?？蛇x的，所述第一預(yù)設(shè)幅度為100mV，所述第二預(yù)設(shè)幅度為500mV?？蛇x的，所述低頻干擾檢測(cè)模塊跳頻檢測(cè)所述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻 噪聲信號(hào)，所述跳頻檢測(cè)是指僅接收頻率等于跳頻頻率的信號(hào)，其中，所述跳頻頻率從第三 頻率遞增至第四頻率，再?gòu)牡谒念l率遞減至第三頻率，所述遞增的跳頻頻率與所述遞減的 跳頻頻率不同?？蛇x的，所述跳頻頻率的遞增值和遞減值為2個(gè)頻率單位。可選的，所述控制單元變頻采樣所述按鍵信號(hào)，所述變頻采樣是指僅采樣頻率等 于變頻頻率，其中，所述變頻頻率從所述第一頻率遞增至第二頻率，再?gòu)乃龅诙l率遞減 至第一頻率，并重復(fù)所述遞增和遞減過(guò)程，且對(duì)每一變頻頻率的采樣持續(xù)時(shí)間為預(yù)定時(shí)間?？蛇x的，所述變頻頻率的遞增和遞減值為1個(gè)頻率單位?？蛇x的，所述供電電源的頻率范圍為50Hz至75Hz，所述第一頻率為80KHz，所 述第二頻率為120KHz，所述第三頻率為20KHz，所述第四頻率為500KHz，所述第五頻率為 900MHz，所述第六頻率為3GHz?？蛇x的，所述第三頻率至第四頻率的頻率范圍劃分為連續(xù)的第一頻段、第二頻段 和第三頻段，所述第一頻段范圍為20KHz 80KHz，所述第二頻段范圍為80KHz 300KHz， 所述第三頻段范圍為300KHz 500KHz ；所述跳頻頻率在所述第一頻段、第三頻段內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間為0. 1ms，所述 跳頻頻率在所述第二頻段內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間為0. 2ms?？蛇x的，所述跳頻頻率從第三頻率遞增至第四頻率包括所述跳頻頻率從20KHz增至2 lKHz，然后以每次2KHz遞增至499KHz，接著從 499KHz 遞增至 500KHz ；所述跳頻頻率從第四頻率遞減至第三頻率包括所述跳頻頻率以每次2KHz從 500KHz 遞減至 20KHz?？蛇x的，所述變頻頻率的遞增值和遞減值為lKHz，所述預(yù)定時(shí)間為s?？蛇x的，所述第一時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間為3ms，所述預(yù)定次數(shù)為80次。可選的，在所述第一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù) 時(shí)，所述環(huán)境檢測(cè)單元進(jìn)入休眠狀態(tài)?？蛇x的，所述控制單元在輸出所述控制信號(hào)后，在第二時(shí)間窗口內(nèi)繼續(xù)對(duì)所述按 鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，所述第二時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間大于所述第一時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間，在所 述第二時(shí)間窗口中的任一第一時(shí)間窗口中，采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次 數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)?？蛇x的，所述第二時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間為3s。
可選的，在所述第二時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù) 時(shí)，所述環(huán)境檢測(cè)單元進(jìn)入休眠狀態(tài)。可選的，還包括看門狗模塊，在所述環(huán)境檢測(cè)單元進(jìn)入休眠狀態(tài)的預(yù)設(shè)休眠時(shí)間 后，喚醒所述環(huán)境檢測(cè)單元?？蛇x的，所述預(yù)設(shè)休眠時(shí)間為128ms?？蛇x的，所述按鍵為電容觸摸按鍵，所述按鍵檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述按鍵的電荷 變化量；所述按鍵信號(hào)為表示所述電荷變化量的數(shù)字信號(hào)。可選的，所述控制單元在采樣所得的按鍵信號(hào)所表示的數(shù)值大于變化量閾值時(shí)， 將當(dāng)前的按鍵信號(hào)確認(rèn)為按鍵有效信號(hào)?？蛇x的，所述控制單元還從所述環(huán)境檢測(cè)單元中獲取背景環(huán)境信號(hào)，在預(yù)設(shè)監(jiān)控 時(shí)間內(nèi)，若某頻點(diǎn)的信號(hào)始終存在，則根據(jù)該頻點(diǎn)的信號(hào)幅度對(duì)所述變化量閾值進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整?？蛇x的，所述按鍵為空氣式按鍵或接觸式按鍵。為了解決上述問題，本發(fā)明還提供了一種抗干擾按鍵檢測(cè)方法，包括檢測(cè)背景環(huán)境信號(hào)，屏蔽所述第一頻率至第二頻率范圍外的信號(hào)；檢測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，檢測(cè)所述按鍵，獲取按鍵信 號(hào)；對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，在第一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或 超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)?？蛇x的，所述檢測(cè)背景環(huán)境信號(hào)包括檢測(cè)供電電源的頻率范圍內(nèi)的系統(tǒng)噪聲信號(hào)；檢測(cè)第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)，所述第三頻率小于所述第一頻 率，所述第四頻率大于所述第二頻率；檢測(cè)第五頻率至第六頻率范圍內(nèi)的高頻噪聲信號(hào)，所述第五頻率大于所述第四頻 率；依次循環(huán)重復(fù)上述步驟?？蛇x的，所述按鍵設(shè)置于偵測(cè)板上，通過(guò)所述偵測(cè)板檢測(cè)所述第三頻率至第四頻 率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)?？蛇x的，在所述偵測(cè)板上設(shè)置平衡點(diǎn)，所述平衡點(diǎn)為金屬材料，將所述偵測(cè)板的接 收頻率范圍調(diào)節(jié)至所述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)?？蛇x的，在所述系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度低于第一預(yù)設(shè)幅度時(shí)，將其加入檢測(cè)的基準(zhǔn) 信號(hào)中；在所述系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度高于第二預(yù)設(shè)幅度時(shí)，對(duì)其進(jìn)行限幅?？蛇x的，所述第一預(yù)設(shè)幅度為100mV，所述第二預(yù)設(shè)幅度為500mV?？蛇x的，所述檢測(cè)第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)包括跳頻檢測(cè)所 述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)，所述跳頻檢測(cè)是指僅接收頻率等于跳頻頻 率的信號(hào)，其中，所述跳頻頻率從第三頻率遞增至第四頻率，再?gòu)牡谒念l率遞減至第三頻 率，所述遞增的跳頻頻率與所述遞減的跳頻頻率不同?？蛇x的，所述跳頻頻率的遞增值和遞減值為2個(gè)頻率單位。可選的，所述對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣包括變頻采樣所述按鍵信號(hào)，所述變頻采樣是指采樣頻率等于變頻頻率，其中，所述變頻頻率從所述第一頻率遞增至第二頻率，再?gòu)?所述第二頻率遞減至第一頻率，并重復(fù)所述遞增和遞減過(guò)程，且對(duì)每一變頻頻率的采樣持 續(xù)時(shí)間為預(yù)定時(shí)間?？蛇x的，所述變頻頻率的遞增和遞減值為1個(gè)頻率單位?？蛇x的，所述供電電源的頻率范圍為50Hz至75Hz，所述第一頻率為80KHz，所 述第二頻率為120KHz，所述第三頻率為20KHz，所述第四頻率為500KHz，所述第五頻率為 900MHz，所述第六頻率為3GHz?？蛇x的，所述第三頻率至第四頻率的頻率范圍劃分為連續(xù)的第一頻段、第二頻段 和第三頻段，所述第一頻段范圍為20KHz 80KHz，所述第二頻段范圍為80KHz 300KHz， 所述第三頻段范圍為300KHz 500KHz ；所述跳頻頻率在所述第一頻段、第三頻段內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間為0. 1ms，所述 跳頻頻率在所述第二頻段內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間為0. 2ms。根據(jù)權(quán)利要求36所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述跳頻頻率從第三 頻率遞增至第四頻率包括所述跳頻頻率從20KHz增至2 lKHz，然后以每次2KHz遞增至499KHz，接著從 499KHz 遞增至 500KHz ；所述跳頻頻率從第四頻率遞減至第三頻率包括所述跳頻頻率以每次2KHz從 500KHz 遞減至 20KHz?？蛇x的，所述變頻頻率的遞增值和遞減值為lKHz，所述預(yù)定時(shí)間為s。可選的，所述第一時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間為3ms，所述預(yù)定次數(shù)為80次?？蛇x的，在所述第一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù) 時(shí)，停止檢測(cè)所述背景環(huán)境信號(hào)?？蛇x的，在輸出所述控制信號(hào)后，在第二時(shí)間窗口內(nèi)繼續(xù)對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采 樣，所述第二時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間大于所述第一時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間，在所述第二時(shí)間窗 口中的任一第一時(shí)間窗口中，采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控 制信號(hào)。可選的，所述第二時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間為3s?？蛇x的，在所述第二時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù) 時(shí)，停止檢測(cè)所述背景環(huán)境信號(hào)?？蛇x的，在停止檢測(cè)所述背景環(huán)境信號(hào)的預(yù)設(shè)休眠時(shí)間后，重新開始檢測(cè)所述背 景環(huán)境信號(hào)?？蛇x的，所述預(yù)設(shè)休眠時(shí)間為128ms?？蛇x的，所述按鍵為電容觸摸按鍵，所述檢測(cè)所述按鍵，獲取按鍵信號(hào)包括檢測(cè) 所述按鍵的電荷變化量；獲取按鍵信號(hào)，所述按鍵信號(hào)為表示所述電荷變化量的數(shù)字信號(hào)。可選的，所述采樣到按鍵有效信號(hào)包括在采樣所得的按鍵信號(hào)所述表示的數(shù)值 大于變化量閾值時(shí)，將當(dāng)前的按鍵信號(hào)確認(rèn)為按鍵有效信號(hào)?？蛇x的，所述抗干擾按鍵檢測(cè)方法還包括在預(yù)設(shè)監(jiān)控時(shí)間內(nèi)，若所述背景環(huán)境信 號(hào)中某頻點(diǎn)的信號(hào)始終存在，則根據(jù)該頻點(diǎn)的信號(hào)幅度對(duì)所述變化量閾值進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整。可選的，所述按鍵為空氣式按鍵或接觸式按鍵。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明技術(shù)方案首先對(duì)背景環(huán)境信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，僅在檢測(cè)到第一頻率至第二頻率 范圍內(nèi)的信號(hào)后才對(duì)所述按鍵進(jìn)行檢測(cè)和采樣，大大減少了背景環(huán)境的噪聲信號(hào)的干擾; 而且在第一時(shí)間窗口中采樣到的按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，才輸出相應(yīng) 的控制信號(hào)，避免了噪聲干擾導(dǎo)致的誤判斷。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例的抗干擾按鍵檢測(cè)方法的流程示意圖；圖4是圖3中步驟Sll的詳細(xì)流程示意圖；圖5是圖3中步驟S13的詳細(xì)流程示意圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)按鍵信號(hào)直接進(jìn)行檢測(cè)，而按鍵信號(hào)可能是環(huán)境噪聲的干擾導(dǎo)致按 鍵的電荷量、電壓、電容等電信號(hào)改變而產(chǎn)生，并非真實(shí)的人體的觸摸動(dòng)作，導(dǎo)致按鍵動(dòng)作 的誤觸發(fā)。本技術(shù)方案首先對(duì)背景環(huán)境信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，僅在第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)檢測(cè) 到信號(hào)時(shí)，才開始對(duì)按鍵進(jìn)行檢測(cè)，從而大大減少了環(huán)境噪聲的干擾，利于提高按鍵動(dòng)作的 檢測(cè)精度。為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明 的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說(shuō)明。在以下描述中闡述了具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以多種不 同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類 似推廣。因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施方式
的限制。圖1示出了本實(shí)施例的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括按鍵21，可以為 接觸式按鍵，尤其是電容觸摸按鍵，也可以為其它按鍵，比如空氣式按鍵，所述接觸式按鍵 是指人體會(huì)與按鍵中的金屬極板直接接觸的按鍵，所述空氣式按鍵是指人體不會(huì)直接與按 鍵中的金屬極板直接接觸的按鍵，本實(shí)施例中所述按鍵21具體為空氣式的電容觸摸按鍵； 環(huán)境檢測(cè)單元31，用于檢測(cè)背景環(huán)境信號(hào)，屏蔽第一頻率(本實(shí)施例中為SOKHz)至第二頻 率(本實(shí)施例中為120KHZ)范圍外的信號(hào)，在檢測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信 號(hào)后，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；按鍵檢測(cè)單元32，由所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)，對(duì)所述電容觸摸按鍵21進(jìn)行 檢測(cè)，獲取按鍵信號(hào)；控制單元40，由所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)，對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，在第 一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)。其中，電容觸摸按鍵21分布設(shè)置在偵測(cè)板20上，所述偵測(cè)板20可以為一塊印刷 電路板(PCB)。所述偵測(cè)板20上還設(shè)置有至少一個(gè)平衡點(diǎn)22，所述平衡點(diǎn)22為金屬材料， 用于調(diào)節(jié)所述偵測(cè)板20的頻率接收和響應(yīng)范圍，下文將進(jìn)行詳細(xì)描述。此外，所述環(huán)境檢測(cè)單元31和按鍵檢測(cè)單元32可以集成在同一檢測(cè)芯片30上。 所述按鍵檢測(cè)單元32用于檢測(cè)電容觸摸按鍵21的電荷變化量，也即電容觸摸按鍵21上當(dāng)前的電荷量與電容觸摸按鍵在初始平衡狀態(tài)下的電荷量之間的差值，之后，將所述電荷變 化量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)，也就是說(shuō)所述數(shù)字信號(hào)表示出了所述電荷變化量。所述控制單元40可以通過(guò)一微控制器(MCU，Micro Controller Unit)實(shí)現(xiàn)。圖2示為圖1的詳細(xì)結(jié)構(gòu)示意圖，其中，所述環(huán)境檢測(cè)單元31包括系統(tǒng)干擾檢測(cè) 模塊311，用于檢測(cè)供電電源的頻率范圍內(nèi)的系統(tǒng)噪聲信號(hào)；低頻干擾檢測(cè)模塊312，用于 檢測(cè)第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)，所述第三頻率小于所述第一頻率，所述 第四頻率大于所述第二頻率，在檢測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，產(chǎn)生觸 發(fā)信號(hào)；高頻干擾檢測(cè)模塊313，用于檢測(cè)第五頻率至第六頻率范圍內(nèi)的高頻噪聲信號(hào)，所 述第五頻率大于所述第四頻率；檢測(cè)控制模塊314，用于控制所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊311、 低頻干擾檢測(cè)模塊312和高頻干擾檢測(cè)模塊313依次循環(huán)工作。其中，所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊311主要用于檢測(cè)供電電源產(chǎn)生的噪聲，以及供電 電源頻率范圍內(nèi)的其他噪聲。本實(shí)施例中，所使用的供電電源為照明電源變壓后產(chǎn)生，相應(yīng) 的系統(tǒng)噪聲信號(hào)的檢測(cè)范圍為50Hz至75Hz。一般的，可以使用現(xiàn)有技術(shù)中常用的電源紋波 檢測(cè)電路和檢測(cè)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。所述低頻干擾檢測(cè)模塊312主要用于檢測(cè)低頻噪聲信號(hào)，其頻率范圍為第三頻率 至第四頻率，本實(shí)施例中具體為20KHz至500KHz。為了匹配接收該頻段范圍內(nèi)的信號(hào)，本實(shí) 施例中將所述偵測(cè)板20用作低頻干擾檢測(cè)模塊312的天線，通過(guò)調(diào)整所述偵測(cè)板20的形 狀、尺寸，并在其上甚至一個(gè)或多個(gè)金屬材料的平衡點(diǎn)22，對(duì)整個(gè)偵測(cè)板20的容抗和感抗 進(jìn)行調(diào)整，使其的頻響和信號(hào)的接收范圍能夠包括所述第三頻率至第四頻率的頻段范圍， 即能夠接收20KHz至500KHz的低頻頻率。本實(shí)施例中，所述偵測(cè)板20的容抗為0. 5pF左 右，感抗為0. lmH至0.8mH。由于將所述按鍵21以及偵測(cè)板20整體作為低頻干擾檢測(cè)模 塊312的天線，而不需要配置專門的低頻天線，因而提高了系統(tǒng)的集成度，利于減小最終產(chǎn) 品的體積。所述高頻干擾檢測(cè)模塊313用于檢測(cè)頻率范圍為第五頻率至第六頻率的高頻噪 聲信號(hào)，具體為900MHz至3GHz。其信號(hào)的接收通過(guò)單獨(dú)的天線312a實(shí)現(xiàn)。圖3示出了本實(shí)施例的抗干擾電容觸摸按鍵檢測(cè)方法的流程示意圖，包括執(zhí)行步驟S11，檢測(cè)背景環(huán)境信號(hào)，屏蔽所述第一頻率至第二頻率范圍外的信號(hào)；執(zhí)行步驟S12，檢測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，檢測(cè)所述電容觸 摸按鍵，獲取按鍵信號(hào)；執(zhí)行步驟S13，對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，在第一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào) 的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)。下面結(jié)合圖2對(duì)本實(shí)施例的抗干擾電容觸摸按鍵檢測(cè)系統(tǒng)以及其工作過(guò)程中的 檢測(cè)方法進(jìn)行詳細(xì)描述。所述抗干擾電容觸摸按鍵檢測(cè)系統(tǒng)在上電開啟后，首先進(jìn)行初始化，所述初始化 包括對(duì)檢測(cè)芯片30進(jìn)行初始化，也即對(duì)環(huán)境檢測(cè)單元31、按鍵檢測(cè)信號(hào)32進(jìn)行初始化；還 包括對(duì)控制單元32的初始化等，所述初始化過(guò)程約為20ms左右。在完成初始化之后，所述環(huán)境檢測(cè)單元31開始對(duì)背景環(huán)境信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，將第一 頻率至第二頻率范圍外的信號(hào)屏蔽，在檢測(cè)到第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生 觸發(fā)信號(hào)。本實(shí)施例中具體為在檢測(cè)到80KHz至120KHZ范圍內(nèi)的信號(hào)時(shí)，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，而將其他頻率范圍內(nèi)的背景環(huán)境信號(hào)進(jìn)行屏蔽。應(yīng)該理解的是，所述檢測(cè)到SOKHz至 120KHz范圍內(nèi)的信號(hào)指的是在SOKHz至120KHz存在一個(gè)幅度大于某一幅度閾值的信號(hào)。 所述背景環(huán)境信號(hào)的檢測(cè)過(guò)程也即為圖3中的步驟S11。圖4示出了圖3中步驟Sll的詳細(xì)流程，包括執(zhí)行步驟S111，檢測(cè)供電電源的頻率范圍內(nèi)的系統(tǒng)噪聲信號(hào)；執(zhí)行步驟S112，檢測(cè)第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)，所述第三頻率 小于所述第一頻率，所述第四頻率大于所述第二頻率；執(zhí)行步驟S113，檢測(cè)第五頻率至第六頻率范圍內(nèi)的高頻噪聲信號(hào)，所述第五頻率 大于所述第四頻率；執(zhí)行步驟S114，依次循環(huán)重復(fù)上述步驟。下面結(jié)合圖2和圖4對(duì)背景環(huán)境噪聲的檢測(cè)過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先，系統(tǒng)干擾 檢測(cè)模塊311對(duì)供電電源的頻率范圍內(nèi)的系統(tǒng)噪聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，具體為50Hz至75Hz范 圍內(nèi)的系統(tǒng)噪聲，在此范圍內(nèi)檢測(cè)到信號(hào)，并不觸發(fā)所述按鍵檢測(cè)單元32進(jìn)行按鍵檢測(cè)， 所述控制單元40也不進(jìn)行按鍵判斷。作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，若所述系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度 低于第一預(yù)設(shè)幅度(本實(shí)施例為IOOmV)時(shí)，如為50mV，將該系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度傳輸至控 制單元40，所述控制單元40將其加入系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)中，在后續(xù)的按鍵有效信號(hào)的判斷過(guò) 程中，將該系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度扣除，避免了電源紋波干擾對(duì)判定結(jié)果的影響。若所述系統(tǒng) 噪聲信號(hào)的幅度高于第二預(yù)設(shè)幅度(本實(shí)施例中為500mV)，如800mV。則將該系統(tǒng)噪聲信 號(hào)的幅度傳輸至所述控制單元40，所述控制單元40對(duì)其進(jìn)行限幅處理，即在后續(xù)的按鍵有 效信號(hào)的判定過(guò)程中，認(rèn)為超過(guò)此幅度極為系統(tǒng)噪聲，并非按鍵動(dòng)作。在所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊完成系統(tǒng)噪聲信號(hào)的檢測(cè)之后，所述檢測(cè)控制模塊314 控制所述低頻干擾檢測(cè)模塊312進(jìn)行第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)的檢測(cè)， 具體為20KHz至500KHZ范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)檢測(cè)。所述低頻噪聲信號(hào)的接收通過(guò)所述 偵測(cè)板20實(shí)現(xiàn)。具體檢測(cè)過(guò)程通過(guò)跳頻檢測(cè)實(shí)現(xiàn)，所述跳頻檢測(cè)是指同一時(shí)刻僅接收頻率 等于跳頻頻率的信號(hào)，其中，所述跳頻頻率從第三頻率(20KHz)遞增至第四頻率(500KHZ)， 再?gòu)牡谒念l率(500KHz)遞減至第三頻率(20KHz)，所述遞增的跳頻頻率與所述遞減的跳頻 頻率不同，其中，所述跳頻頻率的遞增值和遞減值為2個(gè)頻率單位，即為等差遞增或遞減。具體的，所述跳頻頻率從20KHz遞增至500KHZ為奇數(shù)等差跳頻，包括所述跳頻 頻率從20KHz增至21KHz，然后以每次2KHz遞增至499KHz，接著從499KHz遞增至500KHz ； 所述跳頻頻率從500KHz遞減至20KHz為偶數(shù)等差跳頻，包括所述跳頻頻率以每次2KHz 從500KHz遞減至20KHz。將所述第三頻率至第四頻率的頻率范圍劃分為連續(xù)的第一頻段、 第二頻段和第三頻段，所述第一頻段范圍為20KHz 80KHz，所述第二頻段范圍為SOKHz 300KHz，所述第三頻段范圍為300KHz 500KHz ；所述跳頻頻率在所述第一頻段、第三頻段 內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間(即跳頻頻率為該頻率的保持保持時(shí)間)為0. 1ms，所述跳頻頻 率在所述第二頻段內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間為0. 2ms。在第二頻段范圍內(nèi)的駐留時(shí)間比較 長(zhǎng)，因而對(duì)該頻段具有更高的分辨率，由于第二頻段范圍包括了觸發(fā)按鍵檢測(cè)的頻率范圍 (SOKHz至120KHz)，因而對(duì)該頻段的較高的分辨率能夠避免對(duì)按鍵動(dòng)作的漏報(bào)。通過(guò)偶數(shù)等差跳頻和奇數(shù)等差跳頻，可以覆蓋所述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的 各個(gè)頻點(diǎn)，保證了低頻噪聲信號(hào)的檢測(cè)精度。另一方面，奇數(shù)等差跳頻中，每一跳頻頻率為奇數(shù)，可以有效的避免諧波干擾問題，進(jìn)一步提高檢測(cè)精度。若在80KHz至120KHZ范圍之外存在低頻噪聲信號(hào)，則對(duì)其進(jìn)行屏蔽，也即并不去 觸發(fā)所述按鍵檢測(cè)單元32和控制單元40，從而避免了低頻噪聲信號(hào)導(dǎo)致的按鍵動(dòng)作的誤 判。在所述低頻干擾檢測(cè)模塊312對(duì)低頻噪聲信號(hào)檢測(cè)完成之后，所述檢測(cè)控制模塊 314控制所述高頻干擾檢測(cè)模塊313對(duì)第五頻率(900MHz)至第六頻率(3GHz)范圍內(nèi)的高 頻噪聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。若該頻段內(nèi)存在高頻噪聲信號(hào)則對(duì)其進(jìn)行屏蔽，也即并不去觸發(fā)所 述按鍵檢測(cè)單元32和控制單元40，從而避免了高頻噪聲信號(hào)導(dǎo)致的按鍵動(dòng)作的誤判。之后，所述檢測(cè)控制模塊314控制所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊311、低頻干擾檢測(cè)模塊 312和高頻干擾檢測(cè)模塊313依次循環(huán)工作，反復(fù)的對(duì)所述系統(tǒng)噪聲信號(hào)、低頻噪聲信號(hào)和 高頻噪聲信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。若所述低頻干擾檢測(cè)模塊312檢測(cè)到所述第一頻率(80KHz)至第二頻率(120KHz) 范圍內(nèi)有信號(hào)，則產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)，觸發(fā)所述按鍵檢測(cè)單元32和控制單元40開始工作，其中， 按鍵檢測(cè)單元32對(duì)所述電容觸摸按鍵進(jìn)行檢測(cè)，獲取按鍵信號(hào)；控制單元40對(duì)所述按鍵信 號(hào)進(jìn)行采樣，在第一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出 控制信號(hào)。該過(guò)程也即對(duì)應(yīng)與圖3中的步驟S13。圖5示出了圖3中的步驟S13的詳細(xì)流程圖，包括執(zhí)行步驟S131，采樣所述按鍵信號(hào)，即對(duì)所述按鍵檢測(cè)單元32獲取的表示電荷變 化量的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行采樣，采樣頻率為變頻頻率，即在每次采樣過(guò)程中，采樣信號(hào)從第一頻 率(80KHz)遞增至第二頻率(120KHz)，再?gòu)牡诙l率遞減至第一頻率，并重復(fù)所述遞增和 遞減過(guò)程，且對(duì)每一變頻頻率的采樣持續(xù)時(shí)間為預(yù)定時(shí)間，即所述采樣頻率在每個(gè)頻率駐 留預(yù)定時(shí)間。執(zhí)行步驟S132，判斷所述采樣到的按鍵信號(hào)是否為按鍵有效信號(hào)；若所述按鍵信號(hào)為按鍵有效信號(hào)，則執(zhí)行步驟S133，計(jì)數(shù)值加1，之后執(zhí)行步驟 S134 ；若所述按鍵信號(hào)不是按鍵有效信號(hào)，則直接執(zhí)行步驟S134，檢測(cè)當(dāng)前時(shí)刻是否在 所述第一時(shí)間窗口內(nèi)；若仍然在第一時(shí)間窗口內(nèi)，則繼續(xù)執(zhí)行步驟S132，否則，表明第一時(shí)間窗口已經(jīng)結(jié) 束，則執(zhí)行步驟S135 ；步驟S135，判斷所述計(jì)數(shù)值是否大于或等于預(yù)定次數(shù)，若大于或等于預(yù)定次數(shù)，則 執(zhí)行步驟S136，判定為真實(shí)有效的按鍵動(dòng)作，輸出控制信號(hào)；若所述計(jì)數(shù)值小于預(yù)定次數(shù)， 則執(zhí)行步驟S137，判定為外界干擾。本實(shí)施例中，采樣頻率在第一頻率至第二頻率的范圍(包括第一頻率和第二頻 率)輪回變化，所述采樣頻率的遞增值(從第一頻率遞增至第二頻率時(shí)，每次頻率的增加 量)或遞減值(從第二頻率遞減至第一頻率時(shí)，每次頻率的減小量)為1個(gè)頻率單位，即為 等差遞增或等差遞減。具體地，采樣頻率先從第一頻率遞增至第二頻率，每次增加1個(gè)頻率 單位(即第一頻率和第二頻率的單位，如單位為千赫茲(KHz)，則每次增加lKHz)，且在每 個(gè)頻率保持預(yù)定時(shí)間，也就是說(shuō)每隔預(yù)定時(shí)間采樣頻率增加1個(gè)頻率單位；然后，采樣頻率 再?gòu)牡诙l率遞減至第一頻率，每次減小1個(gè)頻率單位，且在每個(gè)頻率保持預(yù)定時(shí)間，也就是說(shuō)每隔預(yù)定時(shí)間采樣頻率減小1個(gè)頻率單位；接著采樣頻率再?gòu)牡谝活l率遞增至第二頻 率，再?gòu)牡诙l率遞減至第一頻率，如此反復(fù)。本實(shí)施例中，所述采樣頻率遞增值或遞減值為ΙΚΗζ。所述預(yù)定時(shí)間根據(jù)所述預(yù)定 時(shí)間范圍和預(yù)定次數(shù)(可以為經(jīng)驗(yàn)值)而確定，即預(yù)定時(shí)間可以確定在預(yù)定時(shí)間范圍內(nèi)采 樣到大于預(yù)定次數(shù)的按鍵信號(hào)，以所述第一時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間為3ms，所述預(yù)定次數(shù)為 80為例，所述預(yù)定時(shí)間可以為5 μ S。采樣頻率從80ΚΗΖ開始，5 μ S后增至8IKHz，再過(guò)5 μ s
增至82KHz，......，采樣頻率增至120KHz，這個(gè)遞增過(guò)程的時(shí)間為200 μ s ；然后，5 μ s后采
樣頻率從120KHz減至119KHz，再過(guò)5μ s減至118ΚΗζ，......，采樣頻率減至80ΚΗζ，這個(gè)
遞減過(guò)程的時(shí)間為200 μ s ；—個(gè)輪回過(guò)程包括一個(gè)遞增過(guò)程和一個(gè)遞減過(guò)程，為400 μ s， 在每一個(gè)頻點(diǎn)上都可以采樣到一個(gè)按鍵信號(hào)，即一個(gè)輪回可以采樣80次，3ms包括7. 5個(gè)輪 回過(guò)程，因此可以采樣到600次數(shù)字信號(hào)。若600次數(shù)字信號(hào)中有80次或超過(guò)80次為按 鍵有效信號(hào)，即采樣所得的按鍵信號(hào)所表示的數(shù)值有80次大于變化量閾值時(shí)，則認(rèn)為當(dāng)前 檢測(cè)到的為真實(shí)有效的按鍵動(dòng)作，輸出控制信號(hào)。通過(guò)變頻采樣，實(shí)現(xiàn)了第一頻率至第二頻率的正向和反向遍歷，保證了每一頻點(diǎn) 都能檢測(cè)到，提高了檢測(cè)精度。另外，由于采樣頻率是有規(guī)律的變頻頻率，而外界的干擾信 號(hào)一般是無(wú)規(guī)律的，因而進(jìn)一步避免了噪聲干擾，提高了檢測(cè)精度。需要說(shuō)明的是，所述控制單元40在對(duì)按鍵信號(hào)采樣的過(guò)程中，所述環(huán)境檢測(cè)單元 31仍然在不斷的對(duì)背景環(huán)境噪聲進(jìn)行檢測(cè)。若在所述第一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù)時(shí)，即在 第一時(shí)間窗口中，都沒有檢測(cè)到按鍵動(dòng)作時(shí)，沒有輸出控制信號(hào)，則所述環(huán)境檢測(cè)單元31 進(jìn)入休眠(sle印)狀態(tài)，停止對(duì)背景環(huán)境信號(hào)的檢測(cè)。若在所述第一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)大于或等于所述預(yù)定次數(shù) 時(shí)，即在第一時(shí)間窗口中，有檢測(cè)到按鍵動(dòng)作，并產(chǎn)生輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，則開啟第二時(shí) 間窗口，所述第二時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間大于第一時(shí)間窗口，本實(shí)施例中第二時(shí)間窗口的持 續(xù)時(shí)間為3s。在第二時(shí)間窗口內(nèi)繼續(xù)對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，在所述第二時(shí)間窗口中的 任一第一時(shí)間窗口中，采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)。 即在第二時(shí)間窗口中，仍然以第一時(shí)間窗口為單位進(jìn)行按鍵信號(hào)的檢測(cè)，若在第二時(shí)間窗 口中的某一第一時(shí)間窗口內(nèi)，按鍵有效信號(hào)的次數(shù)大于或等于預(yù)定次數(shù)(80次)，則再次輸 出控制信號(hào)。若第二時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù)時(shí)，即整個(gè) 第二時(shí)間窗口中都沒有檢測(cè)到真實(shí)有效的按鍵動(dòng)作，則所述環(huán)境檢測(cè)單元31進(jìn)入休眠狀 態(tài)，停止對(duì)背景環(huán)境信號(hào)的檢測(cè)。進(jìn)入休眠狀態(tài)有利于減小整個(gè)系統(tǒng)的功耗。在實(shí)際的使用 中，按鍵動(dòng)作往往是連續(xù)的，如用戶連續(xù)的按鍵調(diào)整音量、切換頻道等，因此，在第一時(shí)間窗 口確認(rèn)按鍵動(dòng)作后，開啟持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)的第二時(shí)間窗口以捕捉緊隨其后的其他按鍵動(dòng)作， 能夠有效的提高對(duì)連續(xù)按鍵動(dòng)作的檢測(cè)精度。本實(shí)施例中，所述抗干擾電容觸摸按鍵檢測(cè)系統(tǒng)還包括看門狗(WatchDog)模塊， 在所述環(huán)境監(jiān)測(cè)單元31進(jìn)入休眠狀態(tài)的預(yù)設(shè)休眠時(shí)間(本實(shí)施例中具體為128ms)后，喚 醒所述環(huán)境檢測(cè)單元31，使其繼續(xù)對(duì)系統(tǒng)噪聲信號(hào)、低頻噪聲信號(hào)、高頻噪聲信號(hào)進(jìn)行檢 測(cè)。一般來(lái)說(shuō)，人的按鍵動(dòng)作的持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)大于128ms，因此，所述環(huán)境監(jiān)測(cè)單元31進(jìn)入休 眠狀態(tài)的時(shí)間并不會(huì)錯(cuò)過(guò)按鍵動(dòng)作，從而在降低功耗的同時(shí)，保證了檢測(cè)精度。
作為一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述控制單元40還從所述環(huán)境檢測(cè)單元31中獲取背景 環(huán)境信號(hào)，在預(yù)設(shè)監(jiān)控時(shí)間內(nèi)，以所述環(huán)境檢測(cè)單元31掃描系統(tǒng)噪聲信號(hào)、低頻噪聲信號(hào)、 高頻噪聲信號(hào)各一次為一輪回，若在500次輪回(500次檢測(cè)輪回所對(duì)應(yīng)的時(shí)間即為所述 預(yù)設(shè)監(jiān)控時(shí)間，當(dāng)然，該數(shù)字可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整)中，某頻點(diǎn)的信號(hào)始終存 在，則根據(jù)該頻點(diǎn)的信號(hào)幅度對(duì)所述變化量閾值進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整。例如，所述電容觸摸按鍵21 附近長(zhǎng)時(shí)間放置了一金屬部件，造成了固定頻率為30KHz的干擾，則在500個(gè)輪回的背景環(huán) 境信號(hào)的檢測(cè)中，在30KHz的頻點(diǎn)上都存在干擾信號(hào)，則控制單元40將根據(jù)該頻點(diǎn)的信號(hào) 幅度對(duì)所述變化量閾值進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整，如30KHz的外界干擾導(dǎo)致電容觸摸按鍵在平衡狀態(tài) 時(shí)的電荷量減少，則對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，對(duì)所述變化量閾值進(jìn)行調(diào)整，使得調(diào)整后 的變化量閾值與之相適應(yīng)。因此，通過(guò)上述調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了抗干擾電容觸摸按鍵檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)環(huán) 境的自適應(yīng)，在所述固定干擾消失后，再將所述變化量閾值調(diào)回初始值，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境 的記憶和恢復(fù)功能，保證檢測(cè)的精度。綜上，本發(fā)明技術(shù)方案首先對(duì)背景環(huán)境信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，僅在檢測(cè)到第一頻率至第 二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后才對(duì)所述電容觸摸按鍵進(jìn)行檢測(cè)和采樣，大大減少了背景環(huán)境的噪 聲信號(hào)的干擾；而且在第一時(shí)間窗口中采樣到的按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù) 時(shí)，才輸出相應(yīng)的控制信號(hào)，避免了噪聲干擾導(dǎo)致的誤判斷。本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域 技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā) 明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明 的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案 的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括按鍵；環(huán)境檢測(cè)單元，用于檢測(cè)背景環(huán)境信號(hào)，屏蔽第一頻率至第二頻率范圍外的信號(hào)，在檢 測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；按鍵檢測(cè)單元，由所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)，對(duì)所述按鍵進(jìn)行檢測(cè)，獲取按鍵信號(hào)；控制單元，由所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)，對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，在第一時(shí)間窗口中采樣到 按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)單元包括系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)供電電源的頻率范圍內(nèi)的系統(tǒng)噪聲信號(hào)；低頻干擾檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)，所述第三 頻率小于所述第一頻率，所述第四頻率大于所述第二頻率，在檢測(cè)到所述第一頻率至第二 頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；高頻干擾檢測(cè)模塊，用于檢測(cè)第五頻率至第六頻率范圍內(nèi)的高頻噪聲信號(hào)，所述第五 頻率大于所述第四頻率；檢測(cè)控制模塊，用于控制所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊、低頻干擾檢測(cè)模塊和高頻干擾檢測(cè) 模塊依次循環(huán)工作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述按鍵設(shè)置于偵測(cè)板 上，所述偵測(cè)板用作所述低頻干擾檢測(cè)模塊的天線，接收所述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi) 的低頻噪聲信號(hào)，并將其傳輸至所述低頻干擾檢測(cè)模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述偵測(cè)板上還設(shè)置有 平衡點(diǎn)，所述平衡點(diǎn)為金屬材料，將所述偵測(cè)板的接收頻率范圍調(diào)節(jié)至所述第三頻率至第 四頻率范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊 在所述系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度低于第一預(yù)設(shè)幅度時(shí)，將該系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度傳輸至所述控 制單元，所述控制單元將其加入系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)中；所述系統(tǒng)干擾檢測(cè)模塊在所述系統(tǒng)噪 聲信號(hào)的幅度高于第二預(yù)設(shè)幅度時(shí)，將該系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度傳輸至所述控制單元，所述 控制單元對(duì)其進(jìn)行限幅。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)幅度為 100mV，所述第二預(yù)設(shè)幅度為500mV。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述低頻干擾檢測(cè)模塊 跳頻檢測(cè)所述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)，所述跳頻檢測(cè)是指僅接收頻率 等于跳頻頻率的信號(hào)，其中，所述跳頻頻率從第三頻率遞增至第四頻率，再?gòu)牡谒念l率遞減 至第三頻率，所述遞增的跳頻頻率與所述遞減的跳頻頻率不同。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述跳頻頻率的遞增值 和遞減值為2個(gè)頻率單位。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元變頻采樣 所述按鍵信號(hào)，所述變頻采樣是指僅采樣頻率等于變頻頻率，其中，所述變頻頻率從所述第 一頻率遞增至第二頻率，再?gòu)乃龅诙l率遞減至第一頻率，并重復(fù)所述遞增和遞減過(guò)程， 且對(duì)每一變頻頻率的采樣持續(xù)時(shí)間為預(yù)定時(shí)間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻頻率的遞增和 遞減值為1個(gè)頻率單位。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電源的頻 率范圍為50Hz至75Hz，所述第一頻率為80KHz，所述第二頻率為120KHz，所述第三頻率為 20KHz，所述第四頻率為500KHz，所述第五頻率為900MHz，所述第六頻率為3GHz。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第三頻率至第 四頻率的頻率范圍劃分為連續(xù)的第一頻段、第二頻段和第三頻段，所述第一頻段范圍為 20KHz 80KHz，所述第二頻段范圍為80KHz 300KHz，所述第三頻段范圍為300KHz 500KHz ；所述跳頻頻率在所述第一頻段、第三頻段內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間為0. 1ms，所述跳頻 頻率在所述第二頻段內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間為0. 2ms。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述跳頻頻率從第三 頻率遞增至第四頻率包括所述跳頻頻率從20KHz增至21KHz，然后以每次2KHz遞增至499KHz，接著從499KHz遞 增至 500KHz ；所述跳頻頻率從第四頻率遞減至第三頻率包括所述跳頻頻率以每次2KHz從500KHz 遞減至20KHz。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻頻率的遞增 值和遞減值為lKHz，所述預(yù)定時(shí)間為s。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第一時(shí)間窗口的 持續(xù)時(shí)間為3ms，所述預(yù)定次數(shù)為80次。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，在所述第一時(shí)間窗口 中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù)時(shí)，所述環(huán)境檢測(cè)單元進(jìn)入休眠狀態(tài)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元在輸出 所述控制信號(hào)后，在第二時(shí)間窗口內(nèi)繼續(xù)對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，所述第二時(shí)間窗口的 持續(xù)時(shí)間大于所述第一時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間，在所述第二時(shí)間窗口中的任一第一時(shí)間窗口 中，采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述第二時(shí)間窗口的 持續(xù)時(shí)間為3s。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，在所述第二時(shí)間窗口 中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù)時(shí)，所述環(huán)境檢測(cè)單元進(jìn)入休眠狀態(tài)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，還包括看門狗模塊，在 所述環(huán)境檢測(cè)單元進(jìn)入休眠狀態(tài)的預(yù)設(shè)休眠時(shí)間后，喚醒所述環(huán)境檢測(cè)單元。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)設(shè)休眠時(shí)間為 128ms。
22.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述按鍵為電容觸摸按 鍵，所述按鍵檢測(cè)單元用于檢測(cè)所述按鍵的電荷變化量；所述按鍵信號(hào)為表示所述電荷變化量的數(shù)字信號(hào)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元在采樣所得的按鍵信號(hào)所表示的數(shù)值大于變化量閾值時(shí)，將當(dāng)前的按鍵信號(hào)確認(rèn)為按鍵有效信號(hào)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元還從所 述環(huán)境檢測(cè)單元中獲取背景環(huán)境信號(hào)，在預(yù)設(shè)監(jiān)控時(shí)間內(nèi)，若某頻點(diǎn)的信號(hào)始終存在，則根 據(jù)該頻點(diǎn)的信號(hào)幅度對(duì)所述變化量閾值進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整。
25.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述按鍵為空氣式按鍵 或接觸式按鍵。
26.一種抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，檢測(cè)背景環(huán)境信號(hào)，屏蔽第一頻率至第二頻率范圍外的信號(hào)；檢測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，檢測(cè)所述按鍵，獲取按鍵信號(hào)；對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，在第一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò) 預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)背景環(huán)境信 號(hào)包括檢測(cè)供電電源的頻率范圍內(nèi)的系統(tǒng)噪聲信號(hào)；檢測(cè)第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)，所述第三頻率小于所述第一頻率， 所述第四頻率大于所述第二頻率；檢測(cè)第五頻率至第六頻率范圍內(nèi)的高頻噪聲信號(hào)，所述第五頻率大于所述第四頻率；依次循環(huán)重復(fù)上述步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述按鍵設(shè)置于偵測(cè) 板上，通過(guò)所述偵測(cè)板檢測(cè)所述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)。
29.根據(jù)權(quán)利要求28所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，在所述偵測(cè)板上設(shè)置 平衡點(diǎn)，所述平衡點(diǎn)為金屬材料，將所述偵測(cè)板的接收頻率范圍調(diào)節(jié)至所述第三頻率至第 四頻率范圍內(nèi)。
30.根據(jù)權(quán)利要求27所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，在所述系統(tǒng)噪聲信號(hào) 的幅度低于第一預(yù)設(shè)幅度時(shí)，將其加入檢測(cè)的基準(zhǔn)信號(hào)中；在所述系統(tǒng)噪聲信號(hào)的幅度高 于第二預(yù)設(shè)幅度時(shí)，對(duì)其進(jìn)行限幅。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述第一預(yù)設(shè)幅度為 100mV，所述第二預(yù)設(shè)幅度為500mV。
32.根據(jù)權(quán)利要求27所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)第三頻率至 第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪聲信號(hào)包括跳頻檢測(cè)所述第三頻率至第四頻率范圍內(nèi)的低頻噪 聲信號(hào)，所述跳頻檢測(cè)是指僅接收頻率等于跳頻頻率的信號(hào)，其中，所述跳頻頻率從第三頻 率遞增至第四頻率，再?gòu)牡谒念l率遞減至第三頻率，所述遞增的跳頻頻率與所述遞減的跳 頻頻率不同。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述跳頻頻率的遞增 值和遞減值為2個(gè)頻率單位。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)所述按鍵信號(hào) 進(jìn)行采樣包括變頻采樣所述按鍵信號(hào)，所述變頻采樣是指采樣頻率等于變頻頻率，其中， 所述變頻頻率從所述第一頻率遞增至第二頻率，再?gòu)乃龅诙l率遞減至第一頻率，并重復(fù)所述遞增和遞減過(guò)程，且對(duì)每一變頻頻率的采樣持續(xù)時(shí)間為預(yù)定時(shí)間。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述變頻頻率的遞增 和遞減值為1個(gè)頻率單位。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述供電電源的頻 率范圍為50Hz至75Hz，所述第一頻率為80KHz，所述第二頻率為120KHz，所述第三頻率為 20KHz，所述第四頻率為500KHz，所述第五頻率為900MHz，所述第六頻率為3GHz。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述第三頻率至第 四頻率的頻率范圍劃分為連續(xù)的第一頻段、第二頻段和第三頻段，所述第一頻段范圍為 20KHz 80KHz，所述第二頻段范圍為80KHz 300KHz，所述第三頻段范圍為300KHz 500KHz ；所述跳頻頻率在所述第一頻段、第三頻段內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間為0. 1ms，所述跳頻 頻率在所述第二頻段內(nèi)的每個(gè)頻率的駐留時(shí)間為0. 2ms。
38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述跳頻頻率從第三 頻率遞增至第四頻率包括所述跳頻頻率從20KHz增至21KHz，然后以每次2KHz遞增至499KHz，接著從499KHz遞 增至 500KHz ；所述跳頻頻率從第四頻率遞減至第三頻率包括所述跳頻頻率以每次2KHz從500KHz 遞減至20KHz。
39.根據(jù)權(quán)利要求36所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述變頻頻率的遞增 值和遞減值為lKHz，所述預(yù)定時(shí)間為s。
40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述第一時(shí)間窗口的 持續(xù)時(shí)間為3ms，所述預(yù)定次數(shù)為80次。
41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，在所述第一時(shí)間窗口 中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù)時(shí)，停止檢測(cè)所述背景環(huán)境信號(hào)。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，在輸出所述控制信號(hào) 后，在第二時(shí)間窗口內(nèi)繼續(xù)對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，所述第二時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間大于 所述第一時(shí)間窗口的持續(xù)時(shí)間，在所述第二時(shí)間窗口中的任一第一時(shí)間窗口中，采樣到按 鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)。
43.根據(jù)權(quán)利要求42所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述第二時(shí)間窗口的 持續(xù)時(shí)間為3s。
44.根據(jù)權(quán)利要求43所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，在所述第二時(shí)間窗口 中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)小于所述預(yù)定次數(shù)時(shí)，停止檢測(cè)所述背景環(huán)境信號(hào)。
45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，在停止檢測(cè)所述背景 環(huán)境信號(hào)的預(yù)設(shè)休眠時(shí)間后，重新開始檢測(cè)所述背景環(huán)境信號(hào)。
46.根據(jù)權(quán)利要求45所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)休眠時(shí)間為 128ms。
47.根據(jù)權(quán)利要求26所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述按鍵為電容觸 摸按鍵，所述檢測(cè)所述按鍵，獲取按鍵信號(hào)包括檢測(cè)所述按鍵的電荷變化量；獲取按鍵信 號(hào)，所述按鍵信號(hào)為表示所述電荷變化量的數(shù)字信號(hào)。
48.根據(jù)權(quán)利要求47所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述采樣到按鍵有效 信號(hào)包括在采樣所得的按鍵信號(hào)所述表示的數(shù)值大于變化量閾值時(shí)，將當(dāng)前的按鍵信號(hào) 確認(rèn)為按鍵有效信號(hào)。
49.根據(jù)權(quán)利要求48所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，還包括在預(yù)設(shè)監(jiān)控時(shí) 間內(nèi)，若所述背景環(huán)境信號(hào)中某頻點(diǎn)的信號(hào)始終存在，則根據(jù)該頻點(diǎn)的信號(hào)幅度對(duì)所述變 化量閾值進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)整。
50.根據(jù)權(quán)利要求26所述的抗干擾按鍵檢測(cè)方法，其特征在于，所述按鍵為空氣式按 鍵或接觸式按鍵。
全文摘要
一種抗干擾按鍵檢測(cè)系統(tǒng)及檢測(cè)方法，所述檢測(cè)系統(tǒng)包括按鍵；環(huán)境檢測(cè)單元，用于檢測(cè)背景環(huán)境信號(hào)，屏蔽第一頻率至第二頻率范圍外的信號(hào)，在檢測(cè)到所述第一頻率至第二頻率范圍內(nèi)的信號(hào)后，產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)；按鍵檢測(cè)單元，由所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)，對(duì)所述按鍵進(jìn)行檢測(cè)，獲取按鍵信號(hào)；控制單元，由所述觸發(fā)信號(hào)觸發(fā)，對(duì)所述按鍵信號(hào)進(jìn)行采樣，在第一時(shí)間窗口中采樣到按鍵有效信號(hào)的次數(shù)達(dá)到或超過(guò)預(yù)定次數(shù)時(shí)，輸出控制信號(hào)。本發(fā)明減少了環(huán)境噪聲干擾，提高了按鍵動(dòng)作的檢測(cè)精度。
文檔編號(hào)H03K17/16GK102006038SQ20101051474
公開日2011年4月6日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者劉正東, 龍江, 龍濤 申請(qǐng)人:江蘇惠通集團(tuán)有限責(zé)任公司