一种用于提升控制精度的系统的制作方法

本发明涉及芯片电路设计领域，特别是涉及一种用于提升控制精度的系统。

背景技术：

1、触控模块是微控制单元(mcu芯片)中的常见模块，其作用是将人手指的触摸动作转换为数字信号，以供系统使用。在触控模块电路中，通常由外部电容、芯片管脚、内部输入输出接口电路、采样电路及模数转换器等部分组成。当无手指触摸芯片管脚时，通过算法使外部电容加上芯片管脚上的寄生电容(包括内部输入输出接口电路的寄生电容)，基本与采样电路中的采样电容的容值一致。采样电路不断对外部电容进行采样，再通过模数转换器转换成数字信号。当有手指触摸芯片管脚时，外部电容发生变化，采样电路输出的电压值发生变化，模数转换器输出的数值也会发生变化，相应的软件算法根据模数转换器输出的数值判断外部是否发生触摸行为。由于内部输入输出接口电路中存在较大的寄生电容，其电容值会随着温度及电源电压有较大变化。在温度和电压发生较大变化时，等价于外部电容发生了变化，会对采样电路的输出产生较大干扰，进而影响最终的判断精度和结果。

2、因此，如何在温度和电压发生较大变换时，提高触控模块的输出精度，已经成为本领域人员亟待解决的问题之一。

技术实现思路

1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于提升控制精度的系统，用于解决现有技术中触控模块的输出精度不高的问题。

2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于提升控制精度的系统包括：触点电容、芯片管脚及依次设置在芯片内部的输入输出电路、采样电路及模数转换器；

3、所述触点电容的下极板接地，基于外部的触摸动作，电容值发生改变；

4、所述芯片管脚连接所述触点电容的上极板；

5、所述输入输出电路设置于所述芯片管脚与所述采样电路之间；

6、所述采样电路的输出端连接所述模数转换器的输入端；

7、所述模数转换器的输出端连接后续处理电路；

8、其中，所述采样电路至少包括采样电容及输入输出抵消模块，所述输入输出抵消模块连接所述采样电容的上极板，用于抵消所述输入输出电路因温度及电压的变化对采样结果的影响。

9、可选地，所述输入输出电路为模拟io；所述模拟io包括n个第一二极管及n个第二二极管；所述第一二极管的正极及所述第二二极管的负极连接在一起，并与所述芯片管脚及所述采样电路的输入端连接；所述第一二极管的负极接电源，所述第二二极管的正极接地；其中n为大于0的正整数。

10、更可选地，所述输入输出抵消模块包括m个第一二极管及m个第二二极管；所述第一二极管的正极及所述第二二极管的负极连接在一起，并与所述采样电容的上极板连接；所述第一二极管的负极接电源，所述第二二极管的正极接地；其中，m小于n，m为大于0的正整数。

11、可选地，所述输入输出电路为gpio；所述gpio包括第三二极管、第四二极管、第一开关、第二开关、pmos管及nmos管；所述pmos管及所述nmos管的栅极均连接控制逻辑及写入电路，所述pmos管的漏极与所述nmos管的漏极、所述第三二极管的正极连接，所述pmos管的源极接电源，所述nmos管的源极接地；所述第一开关的第一端接电源，第二端接所述第二开关的第一端、所述第三二极管的正极及读出电路；所述第二开关的第二端接地；所述第三二极管的负极接电源；所述第四二极管的正极接地，负极接所述第三二极管的正极；所述第三二极管的正极连接所述采样电容的上极板；其中，所述pmos管及所述nmos管为插指结构。

12、更可选地，所述输入输出电路的电路结构与所述输入输出抵消模块的电路结构相同；其中，所述输入输出抵消模块中的mos管的插指数少于所述输入输出电路中的mos管的插指数。

13、更可选地，所述输入输出电路的电路结构与所述输入输出抵消模块的电路结构相同。

14、可选地，所述采样电路还包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、运算放大器及复位电容；

15、所述第六开关的，第一端连接所述第二开关的第一端、第四开关的第一端及所述输入输出电路的输入输出端，第二端连接所述第三开关的第一端、所述第五开关的第一端及所述采样电容的上极板；所述第七开关的第一端连接所述采样电容的上极板，第二端连接所述运算放大器的反相输入端；所述第二开关的第二端连接电源；所述第四开关的第二端接地；所述第五开关的第二端接所述电源；所述第三开关的第二端接地；所述采样电容的第二端接地；所述第一开关及所述复位电容分别并联于所述运算放大器的反相输入端与输出端之间；所述运算放大器的正相输入端接参考电压，输出端连接所述模数转换器的输入端。

16、如上所述，本发明的用于提升控制精度的系统，具有以下有益效果：

17、本发明的用于提升控制精度的系统中所述输入输出抵消模块会在输出中将温度和电压的变化对采样值的影响抵消掉，从而使电路输出的结果更加准确。

技术特征：

1.一种用于提升控制精度的系统，其特征在于，所述用于提升控制精度的系统至少包括：触点电容、芯片管脚及依次设置在芯片内部的输入输出电路、采样电路及模数转换器；

2.根据权利要求1所述的用于提升控制精度的系统，其特征在于：所述输入输出电路为模拟io；所述模拟io包括n个第一二极管及n个第二二极管；所述第一二极管的正极及所述第二二极管的负极连接在一起，并与所述芯片管脚及所述采样电路的输入端连接；所述第一二极管的负极接电源，所述第二二极管的正极接地；其中n为大于0的正整数。

3.根据权利要求2所述的用于提升控制精度的系统，其特征在于：所述输入输出抵消模块包括m个第一二极管及m个第二二极管；所述第一二极管的正极及所述第二二极管的负极连接在一起，并与所述采样电容的上极板连接；所述第一二极管的负极接电源，所述第二二极管的正极接地；其中，m小于n，m为大于0的正整数。

4.根据权利要求1所述的用于提升控制精度的系统，其特征在于：所述输入输出电路为gpio；所述gpio包括第三二极管、第四二极管、第一开关、第二开关、pmos管及nmos管；所述pmos管及所述nmos管的栅极均连接控制逻辑及写入电路，所述pmos管的漏极与所述nmos管的漏极、所述第三二极管的正极连接，所述pmos管的源极接电源，所述nmos管的源极接地；所述第一开关的第一端接电源，第二端接所述第二开关的第一端、所述第三二极管的正极及读出电路；所述第二开关的第二端接地；所述第三二极管的负极接电源；所述第四二极管的正极接地，负极接所述第三二极管的正极；所述第三二极管的正极连接所述采样电容的上极板；其中，所述pmos管及所述nmos管为插指结构。

5.根据权利要求4所述的用于提升控制精度的系统，其特征在于：所述输入输出电路的电路结构与所述输入输出抵消模块的电路结构相同；其中，所述输入输出抵消模块中的mos管的插指数少于所述输入输出电路中的mos管的插指数。

6.根据权利要求2或4所述的用于提升控制精度的系统，其特征在于：所述输入输出电路的电路结构与所述输入输出抵消模块的电路结构相同。

7.根据权利要求1所述的用于提升控制精度的系统，其特征在于：所述采样电路还包括第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关、第六开关、第七开关、运算放大器及复位电容；

技术总结
本发明提供一种用于提升控制精度的系统包括：触点电容、芯片管脚及依次设置在芯片内部的输入输出电路、采样电路及模数转换器；触点电容的下极板接地，基于外部的触摸动作，电容值发生改变；芯片管脚连接触点电容的上极板；输入输出电路设置于芯片管脚与采样电路之间；采样电路的输出端连接模数转换器的输入端；模数转换器的输出端连接后续处理电路；其中，采样电路至少包括采样电容及输入输出抵消模块，输入输出抵消模块连接采样电容的上极板，用于抵消输入输出电路因温度及电压的变化对采样结果的影响。本发明的用于提升控制精度的系统中所述输入输出抵消模块会在输出中将温度和电压的变化对采样值的影响抵消掉，从而使电路输出的结果更加准确。

技术研发人员：储宜兴,张涛
受保护的技术使用者：华大半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13