电容笔唤醒电路、电容笔控制板及电容笔的制作方法

1.本发明涉及电容笔技术领域，特别涉及一种电容笔唤醒电路、电容笔控制板及电容笔。


背景技术：

2.现有的电容笔在唤醒时，通常使用加速度传感器感应电容笔的加速度，来判断电容笔是否处于运动状态，但加速度传感器将加速度检测信号输出至电容笔的主控芯片前，需要与电容笔的主控芯片进行i2c通讯，在所述主控芯片识别加速度传感器的通信地址后，才能根据所述加速度传感器输出的加速度检测信号，驱动电容笔的负载组件工作，然而，若设计人员在更换芯片时，没有将芯片的通讯地址与传感器的通讯地址错开，导致主控芯片的通讯地址与传感器的通讯地址重复时，会造成两者之间产生通讯地址冲突，使主控芯片唤醒失败。


技术实现要素：

3.本发明的主要目的是提供一种电容笔唤醒电路、电容笔控制板及电容笔，旨在提高电容笔在被唤醒时的可靠性。
4.为实现上述目的，本发明提出的电容笔唤醒电路，应用于电容笔，所述电容笔唤醒电路包括：
5.主控芯片；
6.电源输入端，与所述主控芯片的检测端连接，所述电源输入端用于接入并输出第一电平的维持信号至所述主控芯片；
7.负载电阻，所述负载电阻与所述主控芯片的检测端连接；
8.滚珠传感器，所示滚珠传感器经所述负载电阻与所述主控芯片连接，所述滚珠传感器用于在被触发时，通过所述负载电阻输出第二电平的触发信号至所述主控芯片，以对所述主控芯片的检测端的电平进行翻转，并触发所述主控芯片由休眠状态进入工作状态。
9.可选地，所述主控芯片还用于在接收到灵敏度调节信号时，根据接收到的灵敏度调节信号，调节对第一电平及第二电平的感应门限，以调节电容笔被唤醒的灵敏度。
10.可选地，所述主控芯片还用于在检测端的电平发生翻转时开始计时，并在计时时间内未再次检测到所述检测端的电平发生翻转时，进入休眠状态。
11.可选地，所述电容笔还包括笔尖，所述主控芯片还用于在检测端的电平发生翻转时开始计时，并在计时时间内再次检测到所述检测端的电平发生翻转，且接收到所述笔尖输出的压力检测信号恒定时，控制所述电容笔关机。
12.可选地，所述电容笔唤醒电路还包括：
13.限流电路，所述限流电路的输入端分别与所述电流输入端及所述负载电阻的第一端连接，所述限流电路的输出端用于与所述主控芯片电连接，所述限流电路用于对接入的直流电源进行限流处理，并输出至所述主控芯片。
14.可选地，所述电容笔唤醒电路还包括：
15.限流电阻，所述限流电阻的第一端为所述限流电路的输入端，所述限流电阻的第二端与所述主控芯片电连接。
16.可选地，所述电容笔唤醒电路还包括：
17.阻容电路，所述阻容电路的输入端用于接入供电电源，所述阻容电路的输出端与所述电流输入端连接，所述阻容电路用于将接入的供电电源进行降压处理及滤波处理，以输出对应的直流电源。
18.可选地，所述阻容电路包括分压电阻及滤波电容；
19.所述分压电阻的第一端为所述阻容电路的输入端，并与所述滤波电容的第一端连接，所述分压电阻的第二端分别与所述电流输入端及所述滤波电容的第二端连接。
20.本发明还提出一种电容笔控制板，所述电容笔控制板包括上述的电容笔唤醒电路。
21.本发明还提出一种电容笔，所述电容笔包括负载组件及上述的电容笔唤醒电路，所述负载组件与所述电容笔唤醒电路电连接。
22.本发明技术方案通过采用滚珠传感器及负载电阻，使滚珠传感器在电容笔被用户触碰时接通、断开或反复接通与断开，从而使输入主控芯片的检测端电平发生至少一次翻转，当所述主控芯片检测到所述检测端的电平发生翻转时，由休眠状态进入工作状态，而在电容笔未被使用处于静止状态时，所述滚珠传感器稳定于接通或断开的状态，所述主控芯片的检测端的电平保持在低电平或高电平，此时主控芯片继续保持休眠状态。由于滚珠传感器能够在外力的作用下自动改变接通或断开的状态，因此无需与主控芯片建立通信连接，也不会发生电容笔由于主控芯片的通讯地址与传感器的通讯地址冲突而唤醒失败的情况，通过滚珠传感器是否存在连接状态的改变，即可反应电容笔是否处于运动状态，从而控制电容笔休眠或进入工作状态，提高了电容笔唤醒时的可靠性，无需使设计人员每次更换芯片时，对芯片的通讯地址进行重新设置，为电容笔的芯片安装提供了便利。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本发明电容笔唤醒电路一实施例的结构示意框图；
25.图2为本发明电容笔唤醒电路一实施例的电路结构图。
26.附图标号说明：
27.标号名称标号名称10主控芯片60阻容电路20电源输入端r1限流电阻30负载电阻r2分压电阻40滚珠传感器c1滤波电容50限流电路
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28.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
29.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
31.本发明提出一种电容笔的唤醒方法，应用于电容笔。
32.需要理解的是，现有的电容笔在唤醒时，通常使用加速度传感器感应电容笔的加速度，来判断电容笔是否处于运动状态，但加速度传感器将加速度检测信号输出至电容笔的主控芯片10前，需要与电容笔的主控芯片10进行i2c通讯，在所述主控芯片10识别加速度传感器的通信地址后，才能根据所述加速度传感器输出的加速度检测信号，驱动电容笔的负载组件工作，然而，若设计人员在更换芯片时，没有将芯片的通讯地址与传感器的通讯地址错开，导致主控芯片10的通讯地址与传感器的通讯地址重复时，会造成两者之间产生通讯地址冲突，使主控芯片10唤醒失败。
33.为了解决上述问题，在一实施例中，参照图1，所述电容笔唤醒电路包括：
34.主控芯片10；
35.电源输入端20，与所述主控芯片10的检测端连接，所述电源输入端20用于接入并输出第一电平的维持信号至所述主控芯片10；
36.负载电阻30，所述负载电阻30与所述主控芯片10的检测端连接；
37.滚珠传感器40，所示滚珠传感器40经所述负载电阻30与所述主控芯片10连接，所述滚珠传感器40用于在被触发时，通过所述负载电阻30输出第二电平的触发信号至所述主控芯片10，以对所述主控芯片10的检测端的电平进行翻转，并触发所述主控芯片10由休眠状态进入工作状态。
38.本实施例中，所述第一电平可以表征低电平，也可以表征高电平，在所述第一电平表征高电平时，所述第二电平表征低电平；在所述第一电平表征低电平时，所述第二电平表征高电平，其中，所述低电平可以为0v、0.2v等能够被主控芯片10检测到的较低电压；所述高电平可以为2v、1v等能够被主控芯片10检测到的较高电压。
39.本发明采用滚珠传感器40及负载电阻30，所述滚珠传感器40内部为两个电阻片或两个滚珠，当滚珠传感器40收到外力时两个电阻片或滚珠会连通、分离或产生至少一次的碰撞，使负载电阻30与地之间的回路被断开、导通或反复接通与断开。所述负载电阻30与主控芯片10并联于电源输入端20与地之间，当滚珠传感器40接通时，所述负载电阻30将接入主控芯片10的检测端的直流电源进行分流，使电流输出端输出的直流电源通过负载电阻30
与滚珠传感器40输出至地，使主控芯片10的检测端的电平由高电平翻转为低电平，当滚珠传感器40断开时，所述负载电阻30停止对接入所述检测端的直流电源进行分流，电源输入端20输出的直流电源全部输出至主控芯片10的检测端，使主控芯片10的检测端的电平由低电平翻转为高电平。
40.如此，将所述滚珠传感器40及负载电阻30设置于电容笔的笔杆内，当用户拿起电容笔时，所述滚珠传感器40由于笔杆运动，将负载电阻30与地之间的回路接通、断开或反复接通与断开，使负载电阻30产生至少一次分流与停止分流的状态切换，从而使主控芯片10的检测端接入的电平发生至少一次翻转，以触发所述主控芯片10由休眠状态进入工作状态，开始驱动负载组件工作，如驱动打码电路输出rx信号，或驱动压力传感器检测笔尖接收到的压力等；而在电容笔未使用时，电容笔的笔杆处于静止状态，此时滚珠传感器40稳定于接通或断开状态，因此输入主控芯片10的检测端的电平始终保持在低电平或高电平，主控芯片10未检测到所述检测端输入的电平翻转，因此继续保持休眠状态。
41.本发明技术方案通过采用滚珠传感器40及负载电阻30，使滚珠传感器40在电容笔被用户触碰时接通、断开或反复接通与断开，从而使输入主控芯片10的检测端电平发生至少一次翻转，当所述主控芯片10检测到所述检测端的电平发生翻转时，由休眠状态进入工作状态，而在电容笔未被使用处于静止状态时，所述滚珠传感器40稳定于接通或断开的状态，所述主控芯片10的检测端的电平保持在低电平或高电平，此时主控芯片10继续保持休眠状态。由于滚珠传感器40能够在外力的作用下自动改变接通或断开的状态，因此无需与主控芯片10建立通信连接，也不会发生电容笔由于主控芯片10的通讯地址与传感器的通讯地址冲突而唤醒失败的情况，通过滚珠传感器40是否存在连接状态的改变，即可反应电容笔是否处于运动状态，从而控制电容笔休眠或进入工作状态，提高了电容笔唤醒时的可靠性，无需使设计人员每次更换芯片时，对芯片的通讯地址进行重新设置，为电容笔的芯片安装提供了便利。
42.在一实施例中，参照图1及图2，所述主控芯片10还用于在接收到灵敏度调节信号时，根据接收到的灵敏度调节信号，调节对第一电平及第二电平的感应门限，以调节电容笔被唤醒的灵敏度。
43.本实施例中，所述灵敏度调节信号用于调节主控芯片10确定电容笔处于运动状态的灵敏度，包括表征灵敏度升高的调节信号，以及表征灵敏度降低的调节信号；所述灵敏度调节信号可以通过移动终端，如平板，通过无线通信输出，也可以在电容笔的笔杆上设置调节按键，通过用户触发调节按键输出。
44.所述调节主控芯片10对第一电平及第二电平的感应门限，即调节主控芯片10对低电平及高电平的感应电压值，在主控芯片10接收到表征将灵敏度升高的调节信号时，将对低电平的感应电压值升高，和/或将对高电平的感应电压值降低，使高电平的感应电压值与低电平的感应电压值之间的差值减小，例如，在将高电平的感应电压值从1.2v降低至1.0v，将低电平的感应电压值从0.2v升高至0.4v，使高电平与低电平之间的落差从1v减小至0.6v，从而使电流在被分流的过程中，检测端的电平能够更快降低至感应电压值，或在停止对电流分流的过程中，检测端的电平能够更快升高至感应电压值，进而在电容笔处于运动状态时，能够更加快速地检测到主控芯片10的检测端的电平翻转，提高电容笔被唤醒的灵敏度；在主控芯片10接收到表征将灵敏度降低的调节信号时，将对低电平的感应电压值降
低，和/或将对高电平的感应电压值升高，使高电平的感应电压值与低电平的感应电压值之间的差值增大，从而在电容笔处于运动状态时，需要更长时间检测到主控芯片10的检测端的电平翻转，降低电容笔被唤醒的灵敏度。
45.在一实施例中，参照图1及图2，所述主控芯片10还用于在检测端的电平发生翻转时开始计时，并在计时时间内未再次检测到所述检测端的电平发生翻转时，进入休眠状态。
46.本实施例中，所述第一预设计时时段由研发人员在生产时设置，可以为5分钟、分钟等较长的时间。主控芯片10在检测端输入的电平发生翻转后，由休眠状态进入工作状态，使电容笔被唤醒，同时主控芯片10内的计时器开始计时，若在预设计时时段内，所述滚珠传感器40未被触发，负载电阻30与地之间的回路始终保持接通或关断的状态，此时主控芯片10的检测端接入的电平保持在低电平或高电平，主控芯片10判定电容笔处于长时间未被使用的状态，进入休眠，防止电容笔在被不小心触碰后长时间处于工作状态，造成耗电，若接收在预设计时时段内，滚珠传感器40被触发，使主控芯片10的检测端接入的电平发生翻转，则主控芯片10判定电容笔处于使用状态，控制负载组件继续工作。
47.在一实施例中，参照图1及图2，所述电容笔还包括笔尖，所述主控芯片10还用于在检测端的电平发生翻转时开始计时，并在计时时间内再次检测到所述检测端的电平发生翻转，且接收到所述笔尖输出的压力检测信号恒定时，控制所述电容笔关机。
48.本实施例中，主控芯片10在检测端接入的电平发生翻转后，控制笔尖中的压力传感器工作，使所述压力传感器根据采集到的笔尖压力，输出对应的压力检测信号，同时主控芯片10内的计时器开始计时，在预设计时时段内，若滚珠传感器40在外力的作用下将负载电阻30与地之间的回路反复接通与断开，使主控芯片10的检测端的电平发生至少一次翻转，且笔尖输出的压力检测信号的电压值不为恒定值时，表征电容笔的笔尖接触到平板，电容笔处于使用状态；若滚珠传感器40在外力的作用下将负载电阻30与地之间的回路反复接通与断开，使主控芯片10的检测端的电平发生至少一次翻转，但笔尖输出的压力检测信号恒定时，表征此时电容笔处于运动状态，但未接触到平板被使用，比如处于被用户装至背包中携带，或进行装箱运输等场景，此时主控芯片10输出控制信号至电容笔的电源组件，停止所述电源组件为电容笔的负载组件如打码电路、压力传感器等进行供电，以防止电容笔在长时间运输的过程中，被主控芯片10误判为使用状态，导致电量耗尽。
49.在一实施例中，参照图1及图2，所述电容笔唤醒电路还包括：
50.限流电路50，所述限流电路50的输入端分别与所述电源输入端20及所述负载电阻30的第一端连接，所述限流电路50的输出端用于与所述主控芯片10电连接，所述限流电路50用于对接入的直流电源进行限流处理，并输出至所述主控芯片10。
51.本实施例中，所述限流电路50可以包括限流电阻，或其他限流器件。
52.在电源输入端20将接入的直流电源输出至主控芯片10时，由于主控芯片10的引脚能够接受的最大电流远小于直流电源的电流值，若直接将直流电源输出主控芯片10的引脚中，会导致主控芯片10的引脚由于无法承受过大的电流而烧毁，进而损坏主控芯片10，因此需要设置限流电路50，将限流电阻r1串联至电源输入端20与主控芯片10之间，通过限流电阻r1对直流电源进行限流，使主控芯片10能够正常将直流电源接收，而不损坏器件。
53.在一实施例中，参照图1及图2，所述电容笔唤醒电路还包括：
54.阻容电路60，所述阻容电路60的输入端用于接入供电电源，所述阻容电路60的输
出端与所述电源输入端20连接，所述阻容电路60用于将接入的供电电源进行降压处理及滤波处理，以输出对应的直流电源。
55.本实施例中，所述阻容电路60可以包括分压电阻及滤波电容，或其他降压滤波器件，在一实施例中，所述阻容电路60包括分压电阻r2及滤波电容c1；所述分压电阻r2的第一端为所述阻容电路60的输入端，并与所述滤波电容c1的第一端连接，所述分压电阻r2的第二端分别与所述电源输入端20及所述滤波电容c1的第二端连接。
56.在电容笔的电池组件将供电电源输入电源输入端20时，由于所述供电电源的电压值远大于主控芯片10的引脚的额定电压值，若直接将供电电源输出至电源输入端20，不仅对限流电阻r1的阻值要求过高，同时也会在滚珠传感器40接通时，将滚珠传感器40烧毁，因此需要设置阻容电路60，将分压电阻r2串联至电池组件的输出端与电源输入端20之间，通过分压电阻r2将供电电源进行分压，并通过滤波电容c1对供电电源进行稳压，使主控芯片10能够接收到降压后的直流电源，而不损坏器件。
57.本发明还提出一种电容笔控制板，该电容笔控制板包括上述的电容笔唤醒电路该电容笔唤醒电路的具体结构参照上述实施例，由于本电容笔控制器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
58.本发明还提出一种电容笔，该电容笔包括负载组件和上述的电容笔唤醒电路，所述负载组件与所述电容笔唤醒电路电连接；该电容笔唤醒电路的具体结构参照上述实施例，由于本电容笔控制器采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
59.以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。