CN103677470B - 电容和电磁双模触控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及触控技术领域，公开了一种电容和电磁双模触控系统。本发明中，将包含了横排导线和竖排导线的传感器和天线复用阵列布设在触控屏面板的触摸区域内，采用切换开关阵列实现电容和电磁双模触控系统。当作为电容触控系统使用时，切换开关阵列的所有开关处于断开状态，横排导线和竖排导线为电容屏的传感器，每一根都单独使用；当作为电磁触控系统使用时，切换开关阵列的部分开关处于关闭状态，将横排导线或竖排导线中的两两或多组的一端连接起来，形成天线回路。通过对传感器和天线复用阵列进行动态配置和连接，实现电容触控传感器和电磁触控天线的复用，从而减小屏幕模组的整体厚度，降低了生产成本。

Description

电容和电磁双模触控系统

技术领域

本发明涉及触控技术领域，特别涉及电容和电磁双模触控系统。

背景技术

触控技术在很多产品中作为输入控制使用。随着智能手机，平板电脑的普及，触控技术的应用更加广泛。这些设备因为便携性，设备尺寸的限制等等通常不会有外置的键盘鼠标等输入设备。触控输入作为一种自然方便的输入方法具有强大的吸引力。触控输入技术也有多种分类，其中电磁触控笔输入是一个重要的应用。利用电磁触控笔，用户可以在设备上直接进行手写输入，还可以模拟鼠标操作等。与平时使用的用手指直接触控的电容屏或电阻屏不同，电磁触控笔输入是靠电磁笔书写过程中和面板下方的感应器产生的耦合信号变化来识别滑动，一般电磁屏幕不但具有位置检测，同时还具有纵向感应，也就是所说的压感，所以电磁屏幕特别适合手写以及绘画。通常电磁屏需要用电磁笔才能进行触摸操控，不可以用手指直接触控。

如图1所示，在智能手机，平板电脑，手写板等设备中，植入了专门用于接收电磁信号的天线阵列。在使用时，触控笔发出某种形式的电磁信号，在触控面板接收端，通过检测这些天线上的接收信号，可以判读触控笔的位置等信息，达到书写的效果。

随着智能手机和平板电脑等设备的普及，用户对于输入的方便简捷性能要求也更高。不但要求在同一个屏幕上可以进行电磁笔触控输入，同时还要求可以进行手指直接触控输入。目前的采用方案通常是在一个显示屏幕上或下面分别叠加一重用于检测手指直接触控输入的触控传感器和一重用于检测电磁笔触控输入的天线。但是由于这种多层叠加，屏幕模组的整体厚度会增加，同时生产成本也大大增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电容和电磁双模触控系统，使得电磁触控和手指电容触控复用一层触控感应传感器或天线，减小屏幕模组的整体厚度，同时也降低了生产成本。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种电容和电磁双模触控系统，包含：触控屏面板、传感器和天线复用阵列、切换开关阵列；

所述传感器和天线复用阵列位于所述触控屏面板的触摸区域内，包含横排导线和竖排导线；

当所述电容和电磁双模触控系统作为电容触控系统使用时，所述切换开关阵列的所有开关处于断开状态；所述横排导线和所述竖排导线为电容屏的传感器，每一根都单独使用；

当所述电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时，所述切换开关阵列的部分开关处于关闭状态，将所述横排导线或竖排导线中的两两或多组的一端连接起来，形成天线回路。

本发明实施方式相对于现有技术而言，将包含了横排导线和竖排导线的传感器和天线复用阵列布设在触控屏面板的触摸区域内，采用切换开关阵列实现电容和电磁双模触控系统。当电容和电磁双模触控系统作为电容触控系统使用时，切换开关阵列的所有开关处于断开状态；横排导线和竖排导线为电容屏的传感器，每一根都单独使用；当电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时，切换开关阵列的部分开关处于关闭状态，将横排导线或竖排导线中的两两或多组的一端连接起来，形成天线回路。通过对横排导线或竖排导线进行动态配置和连接，实现电容触控传感器和电磁触控天线的复用，从而减小屏幕模组的整体厚度，同时也降低了生产成本。

另外，所述电容和电磁双模触控系统还包含：电磁屏主芯片；所述电磁屏主芯片依次扫描两根横排导线或两根竖排导线连接起来形成的天线回路，读取所述形成回路的天线上的感应信号；

每一次扫描时，所述电磁屏主芯片指定欲连接的横排导线或竖排导线，并发送控制信号给所述切换开关阵列；所述切换开关阵列根据接收到的控制信号，将所述指定的横排导线或竖排导线连接起来；

其中，所述指定的横排导线或竖排导线包含横排导线或竖排导线中的两两或多组。

通过单颗芯片做电磁信号扫描，控制切换开关阵列进行天线回路的连接，可以实现电磁触控和电容触控共用一组触控传感器的触控模组。

另外，所述电容和电磁双模触控系统还包含：电磁屏主芯片和电磁屏从芯片；

所述电磁屏主芯片具有主同步切换模块，所述电磁屏从芯片具有从同步切换模块，所述主同步切换模块和所述从同步切换模块进行通信；

所述主同步切换模块将指定横排导线或竖排导线的数据，发送给所述从同步切换模块；所述电磁屏从芯片根据接收到的数据，控制所述切换开关阵列将指定的横排导线或竖排导线连接起来，形成天线回路；所述电磁屏主芯片读取所述形成回路的天线上的感应信号；

其中，所述指定横排导线或竖排导线包含横排导线或竖排导线中的两两或多组。

通过两个电磁屏芯片实现同步切换天线，使得电磁屏主芯片可以在从芯片的配合下扫描所有线圈的感应电动势的值，从而准确地判断手写笔的笔尖所在的位置，利用这种技术，可以实现电磁触控和电容触控共用一组触控传感器的触控模组。

另外，所述主同步切换模块和所述从同步切换模块通过一根数据传输线进行数据传送；

当所述电磁屏主芯片没有传送数据给所述电磁屏从芯片时，所述数据传输线处于低电平状态；

当所述电磁屏主芯片传送数据给所述电磁屏从芯片时，采用预设的数据传输协议进行数据传送；其中，所述预设的数据传输协议包含：

（1）一个单位时间包含N个系统时钟周期；所述N的取值通过系统总线配置；

（2）所述电磁屏主芯片在发送数据帧时，依次发送起始位、数据帧长度标志和有效数据帧；其中，所述起始位为若干个单位时间的高电平；

（3）第一有效数据比特由L个单位时间低电平和H个单位时间高电平组成，第二有效数据比特由H个单位时间低电平和L个单位时间高电平时间组成，且有效数据总是先发送低电平，再发送高电平；其中，所述L和所述H为预设值。

通过一根数据传输线进行数据传送，可以使得电磁屏主芯片和电磁屏从芯片的电路连接简单；通过数据传输协议进行数据传送，可以使得电磁屏主芯片和电磁屏从芯片之间能进行可靠而高效的数据传送。

另外，所述从同步切换模块包含：比特检测计数器；

在所述数据传输线为低电平时，所述比特检测计数器的计数值在下一系统时钟周期减1；当所述数据传输线为高电平时，所述计数值在下一系统时钟周期加1；每次数据传输线上电平发生下降沿跳变时，所述计数值清零；

在所述数据传输线的起始位下降沿跳变除外的每次下降沿跳变前，所述电磁屏从芯片检测所述比特检测计数器的最高比特位；如果所述比特检测计数器的最高比特位为1，则说明有效数据比特的低电平持续时间大于高电平持续时间，判定所述有效数据比特为1；如果所述比特检测计数器的最高比特位为0，则说明有效数据比特的低电平持续时间小于高电平持续时间，判定所述有效数据比特位为0。

采用计数器进行有效数据比特位的检测，通过简单的数据检测方式，可以提高数据传送效率。

另外，所述从同步切换模块包含：错误检测和恢复模块；

所述错误检测和恢复模块在检测到非空闲状态中，所述电磁屏从芯片接收的数据中有超过预设个数的低电平时，则判定所述电磁屏从芯片接收错误；

其中，所述低电平的预设个数是可配置的；

所述错误检测和恢复模块在所述电磁屏从芯片允许所述从同步切换模块检测接收错误中断的情况下，所述错误检测和恢复模块检测到接收错误时，产生中断报告给所述电磁屏从芯片；所述电磁屏从芯片一接收到所述中断报告，立即自动进入空闲状态，重新开始接收下一帧数据。

通过错误检测和恢复模块，从同步切换模块可及时发现从机接收数据过程中的错误，提高数据传送效率。

另外，所述主同步切换模块和所述从同步切换模块分别包含：同步切换计数器；

所述同步切换计数器通过系统总线配置一个预设值；当所述电磁屏主芯片发送完起始位，或者所述电磁屏从芯片接收完起始位时，所述同步切换计数器的计数值清零；所述同步切换计数器的计数值总是在下一系统时钟周期加1，直到所述计数值等于预设值时，所述同步切换计数器产生一个中断报告给所述电磁屏主芯片或者所述电磁屏从芯片，所述电磁屏主芯片或者所述电磁屏从芯片同步切换天线。

采用同步切换计数器，使得电磁屏主芯片无需等待电磁屏从芯片的反馈，即可实现电磁屏主芯片或者电磁屏从芯片的天线同步切换，提高系统工作效率。

另外，所述主同步切换模块具有3种可配置的数据传送模式：第一传送模式、第二传送模式和第三传送模式；

所述第一传送模式，只要所述电磁屏主芯片向所述主同步切换模块发送数据，所述主同步切换模块立即把数据发送给所述从同步切换模块；

所述第二传送模式，当数据帧开始的有效信号到来时，所述主同步切换模块立即将发送缓冲区保存的数据发送出去；其中，所述发送缓冲区位于所述主同步切换模块内；

所述第三传送模式，当数据帧开始的有效信号到来时，只有在数据帧开始的有效信号到来前，所述电磁屏主芯片更新了所述主同步切换模块的发送缓冲区里的数据，所述主同步切换模块才将所述发送缓冲区里的数据发送出去，否则它不发送数据给所述从同步切换模块。

提供多种数据传送模式供主同步切换模块选择使用，提高数据传送的灵活性。

另外，所述数据帧开始的有效信号具有2种可配置的模式：第一数据帧开始模式和第二数据帧开始模式；

所述第一数据帧开始模式，直接以数据帧开始的输入信号作为数据帧开始的有效信号；

所述第二数据帧开始模式，将数据帧开始的输入信号延迟一段时间后，作为数据帧开始的有效信号；其中，所述延迟时间的值通过系统总线配置。

提供多种数据帧开始的有效信号形式，进一步提高数据传送的灵活性。

另外，所述主同步切换模块或所述从同步切换模块具有3种中断请求类型：从同步切换模块检测接收错误产生中断请求，主同步切换模块的数据帧发送完成或从同步切换模块的数据帧接收完成时产生中断请求，主同步切换模块或从同步切换模块的同步切换计数器的计数值达到预设值时也会产生中断请求；

当所述3种中断请求允许被使能时，如果满足中断条件，所述主同步切换模块或所述从同步切换模块就会产生相应的中断，报告给所述电磁屏主芯片或所述电磁屏从芯片去处理；

所述电磁屏主芯片或所述电磁屏从芯片向所述主同步切换模块或所述从同步切换模块的相应的中断标志位写入清除中断的标志，清除相应的中断。

采用中断处理机制，提高电磁屏主芯片或电磁屏从芯片的并发处理能力。

附图说明

图1是根据现有技术的电磁触控设备示意图；

图2是根据本发明第一实施方式的电容和电磁双模触控系统作为电容触控系统使用时的示意图；

图3是根据本发明第一实施方式的电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时的示意图；

图4是根据本发明第一实施方式的电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时的另一种示意图；

图5是根据本发明第二实施方式的电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时的示意图；

图6是根据本发明第二实施方式的电容和电磁双模触控系统的同步切换天线模块的示意图；

图7是根据本发明第二实施方式的电容和电磁双模触控系统的数据传送时序示意图；

图8是根据本发明第二实施方式的电容和电磁双模触控系统的数据传送状态转移示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。

本发明的第一实施方式涉及一种电容和电磁双模触控系统。该系统包含：触控屏面板、传感器和天线复用阵列、切换开关阵列；其中，传感器和天线复用阵列位于触控屏面板的触摸区域内，包含横排导线和竖排导线。

当电容和电磁双模触控系统作为电容触控系统使用时，切换开关阵列的所有开关处于断开状态；横排导线和竖排导线为电容屏的传感器，每一根都单独使用。也就是说，为了达到电磁触控和手指电容触控的复用，在触控屏面板里面横竖都布满了传感器/天线，且横排天线和竖排天线不在一个平面上，横排和竖排的传感器都是平行的模式，可以是直线，也可以包含特殊的图案。当这个面板做电容屏使用时，只需要电容屏主芯片，如图2所示。这时候面板上的每根天线都是单独的，没有形成回路。横竖天线相交的位置形成互感电容，当人的手指在电容屏面板上滑动时，不同位置的电容值不同，电容屏主芯片就是根据各点电容值的变化情况来判断人手指的位置的。

当面板做电磁屏使用时，为了接收电磁笔发射的信号，需要将横排平行天线或者竖排平行天线会一一连结起来，形成线圈回路。当线圈所在的磁场发生变化时，线圈上会产生感应信号。随着手写笔书写位置的改变，手写笔发出的电磁波信号产生的磁场也随之变化，使得各个线圈上产生的感应信号也发生变化。电磁屏的主芯片就是根据各个线圈的感应信号的变化来判断手写笔的书写位置的。具体地说，当电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时，切换开关阵列的部分开关处于关闭状态，将横排导线或竖排导线中的两两或多组的一端连接起来，形成天线回路，如图3所示。通过单颗芯片做电磁信号扫描，控制切换开关阵列进行天线回路的连接，可以实现电磁触控和电容触控共用一组触控传感器的触控模组。

当电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时，电磁屏主芯片依次扫描两根横排导线或两根竖排导线连接起来形成的天线回路，读取形成回路的天线上的感应信号。每一次扫描时，电磁屏主芯片指定欲连接的横排导线或竖排导线，并发送控制信号给切换开关阵列；切换开关阵列根据接收到的控制信号，将指定的横排导线或竖排导线连接起来；其中，指定的横排导线或竖排导线包含横排导线或竖排导线中的两两或多组。

比如说，如图3所示，切换开关阵列包含一根连接线和若干个电子开关，其中，电子开关的个数与横排导线和竖排导线的总数一致。当电磁屏主芯片准备扫描某两根横排导线或竖排导线连接形成的天线回路时，向切换开关阵列发送控制信号，切换开关阵列闭合指定的横排导线或竖排导线相应的开关，电磁屏主芯片读取该指定的横排导线或竖排导线形成的天线回路上的感应信号。

或者，如图4所示，切换开关阵列包含若干根连接线和若干个电子开关，其中，电子开关的个数与横排导线和竖排导线的总数一致，并且电子开关为多触点开关。当电磁屏主芯片准备扫描多组横排导线或竖排导线连接形成的天线回路时，向切换开关阵列发送控制信号，切换开关阵列闭合指定的横排导线或竖排导线相应的开关，形成天线阵列，电磁屏主芯片依次读取每一个天线回路上的感应信号。

与现有技术相比，本实施方式将包含了横排导线和竖排导线的传感器和天线复用阵列布设在触控屏面板的触摸区域内，采用切换开关阵列实现电容和电磁双模触控系统。当电容和电磁双模触控系统作为电容触控系统使用时，切换开关阵列的所有开关处于断开状态；横排导线和竖排导线为电容屏的传感器，每一根都单独使用；当电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时，切换开关阵列的部分开关处于关闭状态，将横排导线或竖排导线中的两两或多组的一端连接起来，形成天线回路。通过对横排导线或竖排导线进行动态配置和连接，实现电容触控传感器和电磁触控天线的复用，从而减小屏幕模组的整体厚度，同时也降低了生产成本。

本发明的第二实施方式涉及一种电容和电磁双模触控系统。第二实施方式在第一实施方式基础上做了进一步改进，主要改进之处在于：在本发明第二实施方式中，当电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时，具有电磁屏主芯片和电磁屏从芯片，如图5所示。电磁屏主芯片具有主同步切换模块，电磁屏从芯片具有从同步切换模块，该主同步切换模块和从同步切换模块进行通信。通过两个电磁屏芯片实现同步切换天线，进行动态配置和连接，使得电磁屏主芯片可以在从芯片的配合下扫描所有线圈的感应电动势的值，从而准确地判断手写笔的笔尖所在的位置，利用这种技术，可以实现电磁触控和电容触控共用一组触控传感器的触控模组。

具体地说，主同步切换模块将指定横排导线或竖排导线的数据，发送给从同步切换模块；电磁屏从芯片根据接收到的数据，控制切换开关阵列将指定的横排导线或竖排导线连接起来，形成天线回路；电磁屏主芯片读取形成回路的天线上的感应信号；其中，指定横排导线或竖排导线包含横排导线或竖排导线中的两两或多组。

由于电磁屏主芯片连接了可以多达120根的横排天线和竖排天线，为了准确地判断手写笔的位置，电磁屏主芯片的处理器需要依次对这些天线连接成的线圈进行扫描。同时为了提高天线扫描的灵活性，本实施方式采用电磁屏从芯片来连接不同横排或竖排天线。当然从芯片具体怎样连接天线是根据主芯片的传给它的数据来做的。每次扫描一个线圈时，从芯片要根据主芯片的数据连接构成线圈的2根天线，然后主芯片读取线圈两端的感应信号。由于每判断一次手写笔的位置，需要主芯片需要扫描很多线圈，依次读取它们两端的感应信号。这就要求主芯片发送数据给从芯片，从芯片接收数据后将指定的天线连接成线圈，然后主芯片读取线圈的感应信号等，这一系列过程要同步，即通过电磁屏芯片同步切换天线技术实现。

电磁屏芯片同步切换天线技术，是指当手写笔在面板上书写时，产生随笔尖位置变化的电磁波信号，产生变化的磁场。同时电磁屏主芯片发送数据给电磁屏从芯片，从芯片接收到数据后将面板上指定的横排或者竖排天线连接起来，形成线圈。线圈处在变化的磁场中，两端会产生感应信号。电磁屏主芯片读取线圈两端的感应信号后，进行相关的处理。然后主芯片发送下一个数据给从芯片，从芯片收到数据后同步切换天线，或者说将指定的天线连结成线圈，接着主芯片读入相应线圈的感应信号，并进行后续处理。依次类推，直到主芯片读入所有线圈的感应信号，进行处理后，可以准确地判断笔尖的位置。

本实施方式的电磁屏芯片的同步切换天线模块（以下简称同步模块）如图6所示。同步模块用来在两个电磁屏芯片之间同步传送数据，以便电磁屏从芯片切换天线。对于任意一个电磁屏芯片，它的同步模块要么被配置成主机（即主同步切换模块），要么被配置成从机（即从同步切换模块）。如将电磁屏芯片的同步模块配置成主机，则称这个芯片为电磁屏主芯片，如将电磁屏芯片的同步模块配置成从模式，则称这个芯片为电磁屏从芯片。同步模块工作在单工模式，电磁屏主芯片的同步模块只能发送数据，从芯片的模块只能接收数据。

同步模块的主机传送数据给从机时，只用一根数据传输线，可以使得电磁屏主芯片和电磁屏从芯片的电路连接简单。也就是说，主同步切换模块和从同步切换模块通过一根数据传输线进行数据传送。当主机没有传送数据给从机时（即：当电磁屏主芯片没有传送数据给电磁屏从芯片时），这根传输线总是处于低电平状态。当电磁屏主芯片传送数据给电磁屏从芯片时，采用预设的数据传输协议进行数据传送，可以使得电磁屏主芯片和电磁屏从芯片之间能进行可靠而高效的数据传送。其中，预设的数据传输协议包含：

（1）一个单位时间包含N个系统时钟周期；N的取值通过系统总线配置；

（2）电磁屏主芯片在发送数据帧时，依次发送起始位、数据帧长度标志和有效数据帧；其中，起始位为若干个单位时间的高电平；

（3）第一有效数据比特由L个单位时间低电平和H个单位时间高电平组成，第二有效数据比特由H个单位时间低电平和L个单位时间高电平时间组成，且有效数据总是先发送低电平，再发送高电平；其中，L和H为预设值。

比如说，采用的数据传输协议定义1个单位时间为若干个系统时钟周期，具体1个单位时间为多少系统时钟是可以通过系统总线去配置的。当主机使能时，一开始它处于空闲状态。如果主机要发送比特‘1’给从机，它先发送3个单位时间的低电平，然后发送1个单位时间高电平；相反，如果主机要发送比特‘0’给从机，则它先发送1个单位时间的低电平，然后发送3个单位时间的高电平。且主机在发送数据比特时，总是先发送低电平，然后再发送高电平。主机在发送数据帧时，它先发送起始位，即2个单位时间的高电平，然后发送数据帧长度标志，数据帧传输类型、数据帧位宽和数据帧长度标志之间的关系如表1所示。

表1数据帧传输类型、数据帧位宽和数据帧长度标志之间的关系

数据帧传输类型	数据帧位宽	数据帧长度标志
			字节	8比特	00
字	16比特	01
			双字	32比特	1

当传送8比特的字节时，数据帧长度标志为‘00’，当传送16比特的字时，数据帧长度标志为‘01’，当传送32比特的双字时，数据帧长度标志为‘1’。主机发送完起始位和数据帧长度位后，开始发送有效数据帧，数据传送时序如图7所示（图中，UT为单位时间）。当主机发送完数据帧后，主机进入空闲状态，传输线一直为低电平，直到开始传送下一帧数据为止，如图8所示是数据传送状态转移示意图。

在本实施方式中，为了检测出主同步切换模块传送的每一个比特到底是0还是1，从同步切换模块具有比特检测计数器，采用计数器进行有效数据比特位的检测，通过简单的数据检测方式，可以提高数据传送效率。该比特检测计数器的工作原理是：在数据传输线为低电平时，比特检测计数器的计数值在下一系统时钟周期减1；当数据传输线为高电平时，计数值在下一系统时钟周期加1；每次数据传输线上电平发生下降沿跳变时，计数值清零。

在进行有效比特位的具体判别时，在数据传输线的起始位下降沿跳变除外的每次下降沿跳变前，电磁屏从芯片检测比特检测计数器的最高比特位；如果比特检测计数器的最高比特位为1，即计数值为负，则说明有效数据比特的低电平持续时间大于高电平持续时间，判定有效数据比特为1；如果比特检测计数器的最高比特位为0，即计数器为正，则说明有效数据比特的低电平持续时间小于高电平持续时间，判定有效数据比特位为0。

比如说，当同步模块的从机使能时，一开始它处于空闲状态。当它检测到传输线上电平先发生上升沿跳变（由低电平变到高电平），接着发生下降沿跳变（由高电平变到低电平）时，同步模块的从机知道同步模块的主机向它发生的数据的起始位结束了。从机接收完起始位后，通过比特检测计数器检测数据帧长度标志的第一个比特位，如果是‘1’，则判定主机将传送32比特的双字，接下来，从机在接收32个有效数据比特后进入空闲状态。如果检测到数据帧长度标志的第一个比特位为‘0’，则从机继续检测数据帧长度标志的下一个比特位，如果下一个比特位是‘0’，则判定主机将传送8比特的字节，接下来，从机在接收8个有效数据比特后进入空闲状态。如果下一个比特位是‘1’，则判定主机将传送16比特的字，接下来，从机在接收16个有效数据比特后进入空闲状态。

此外，值得一提的是，同步模块内部有一个从机错误检测和恢复机制，通过错误检测和恢复模块，从同步切换模块可及时发现从机接收数据过程中的错误，提高数据传送效率。正常情况下（即非空闲状态时），从机在接收数据帧时，低电平的持续时间要么是L个单位时间，要么是H个单位时间。以下述例子来说，先发送3个单位时间的低电平，然后发送1个单位时间高电平，表示比特“1”；先发送1个单位时间的低电平，然后发送3个单位时间的高电平，表示比特“0”，那么低电平的持续时间要么是1个单位时间，要么是3个单位时间。所以当检测到非空闲状态中，从机接收的数据中有超过一定时间的低电平时，就认为从机接收错误。当然，这个一定时间的低电平，是可以配置。不过，为了及时发现从机接收数据过程中的错误，推荐这个一定时间的低电平为4个单位时间。在允许从机检测接收错误中断的情况下，从机检测到接收错误时，它会产生中断报告给从芯片的中央处理器去处理。可以使能从机的自动纠错功能，使得从机一检测到错误，立即自动进入空闲状态，重新开始接收下一帧数据。当不使能从机的自动纠错功能时，也可以通过中央处理器来手动清除从机错误，强迫从机进入空闲状态，重新开始接收下一帧数据。具体地说，从同步切换模块包含：错误检测和恢复模块；该错误检测和恢复模块在检测到非空闲状态中，电磁屏从芯片接收的数据中有超过预设个数的低电平时，则判定电磁屏从芯片接收错误；其中，低电平的预设个数是可配置的。该错误检测和恢复模块在电磁屏从芯片允许从同步切换模块检测接收错误中断的情况下，错误检测和恢复模块检测到接收错误时，产生中断报告给电磁屏从芯片；电磁屏从芯片一接收到中断报告，立即自动进入空闲状态，重新开始接收下一帧数据。

在同步模块内部还有一个专用于天线切换的定时计数器，可以通过系统总线向它配置一个预设的值。当主机发送完起始位，即2个单位时间的高电平结束，或者从机接收完起始位，即传输线下降沿跳变结束时，这个计数器的计数值清零。之后这个计数器的计数值总是在下一系统时钟周期加1，直到它的计数值等于预设值为止。这是它会产生一个中断报告给主机或者从机，计数时间到，主机或者从机可以同步切换天线了。也就是说，主同步切换模块和从同步切换模块分别包含：同步切换计数器；该同步切换计数器通过系统总线配置一个预设值；当电磁屏主芯片发送完起始位，或者电磁屏从芯片接收完起始位时，同步切换计数器的计数值清零；同步切换计数器的计数值总是在下一系统时钟周期加1，直到计数值等于预设值时，同步切换计数器产生一个中断报告给电磁屏主芯片或者电磁屏从芯片，电磁屏主芯片或者电磁屏从芯片同步切换天线。采用同步切换计数器，使得电磁屏主芯片无需等待电磁屏从芯片的反馈，即可实现电磁屏主芯片或者电磁屏从芯片的天线同步切换，提高系统工作效率。

此外，值得说明的是，本实施方式采用中断处理机制，提高电磁屏主芯片或电磁屏从芯片的并发处理能力。主同步切换模块或从同步切换模块具有3种中断请求类型：从同步切换模块检测到接收错误时产生的中断请求，主同步切换模块的数据帧发送完成或从同步切换模块的数据帧接收完成时产生的中断请求，主同步切换模块或从同步切换模块的同步切换计数器的计数值达到预设值时产生的中断请求。当上述3种中断请求允许被使能时，如果满足中断条件，主同步切换模块或从同步切换模块就会产生相应的中断，报告给电磁屏主芯片或电磁屏从芯片去处理；电磁屏主芯片或电磁屏从芯片向主同步切换模块或从同步切换模块的相应的中断标志位写入清除中断的标志，清除相应的中断。比如，清除中断的标志位为1，那么，向相应的中断标志位写“1”，就可以清除相应的中断。

由于同步模块是根据配置设置成主同步切换模块或从同步切换模块，那么同步模块内共有3种类型的中断请求，即从机检测接收错误产生中断请求，主机的数据帧发送完成或从机的数据帧接收完成时产生中断请求，主机或从机的专用于天线切换的计数器计数值达到预设值时也会产生中断请求。当这3种中断请求允许被使能时，如果满足中断条件，主机或从机就会产生相应的中断，报告给它们的中央处理器去处理。比如：从机的数据帧接收完成中断产生时，从机的中央处理器可以读取同步模块的相应的长度标志寄存器，判断主机传送过来的数据是，一个字节，还是一个字或双字，然后根据主机传送的数据类型，从同步模块的接收缓冲区里读走数据。

此外，本实施方式提供多种数据传送模式供主同步切换模块选择使用，提高数据传送的灵活性。主同步切换模块具有3种可配置的数据传送模式：第一传送模式、第二传送模式和第三传送模式。也就是说，对于同步模块的主机而言，它有3种可配置的数据传送模式。具体说明如下：

对于模式0（即第一传送模式），只要电磁屏主芯片向主同步切换模块发送数据，主同步切换模块立即把数据发送给从同步切换模块。也就是说，只要主芯片的中央处理向同步模块的主机发送数据，同步模块的主机立即把数据发送给从芯片的同步模块的从机。

对于模式1（即第二传送模式），当数据帧开始的有效信号到来时，主同步切换模块立即将发送缓冲区保存的数据发送出去；其中，发送缓冲区位于主同步切换模块内。也就是说，当数据帧开始的有效信号到来时，主机立即将发送缓冲区的保存的数据发送出去。

对于模式2（即第三传送模式），当数据帧开始的有效信号到来时，只有在数据帧开始的有效信号到来前，电磁屏主芯片更新了主同步切换模块的发送缓冲区里的数据，主同步切换模块才将发送缓冲区里的数据发送出去，否则它不发送数据给从同步切换模块。也就是说，当数据帧开始的有效信号到来时，只有在数据帧开始的有效信号到来前，主芯片的中央处理器更新了同步模块主机的发送缓冲器里的数据，同步模块的主机才将发送缓冲器里的数据发送出去，否则它不发送数据给同步模块的从机。

而对于上述数据帧开始的有效信号，提供多种数据帧开始的有效信号形式，进一步提高数据传送的灵活性。具体设有2种可配置的模式：第一数据帧开始模式（第一种模式）和第二数据帧开始模式（第二种模式）。对于第一种模式，直接以数据帧开始的输入信号作为数据帧开始的有效信号。对于第二种模式，它要将数据帧开始的输入信号延迟一段时间后，才作为数据帧开始的有效信号。至于这个延迟时间的值，也是可以通过系统总线来配置的。

值得一提的是，本本发明各实施方式中所涉及到的各模块均为逻辑模块，在实际应用中，一个逻辑单元可以是一个物理单元，也可以是一个物理单元的一部分，还可以以多个物理单元的组合实现。此外，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的单元引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的单元。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (9)

1.一种电容和电磁双模触控系统，其特征在于，包含：触控屏面板、传感器和天线复用阵列、切换开关阵列；

所述传感器和天线复用阵列位于所述触控屏面板的触摸区域内，包含横排导线和竖排导线；

当所述电容和电磁双模触控系统作为电容触控系统使用时，所述切换开关阵列的所有开关处于断开状态；所述横排导线和所述竖排导线为电容屏的传感器，每一根都单独使用；

当所述电容和电磁双模触控系统作为电磁触控系统使用时，所述切换开关阵列的部分开关处于关闭状态，将所述横排导线或竖排导线中的两两或多组的一端连接起来，形成天线回路；

所述电容和电磁双模触控系统还包含：电磁屏主芯片和电磁屏从芯片；

所述电磁屏主芯片具有主同步切换模块，所述电磁屏从芯片具有从同步切换模块，所述主同步切换模块和所述从同步切换模块进行通信；

所述主同步切换模块将指定横排导线或竖排导线的数据，发送给所述从同步切换模块；所述电磁屏从芯片根据接收到的数据，控制所述切换开关阵列将指定的横排导线或竖排导线连接起来，形成天线回路；所述电磁屏主芯片读取所述形成回路的天线上的感应信号；

其中，所述指定横排导线或竖排导线包含横排导线或竖排导线中的两两或多组。

2.根据权利要求1所述的电容和电磁双模触控系统，其特征在于，所述主同步切换模块和所述从同步切换模块工作在单工模式，所述主同步切换模块只能发送数据，所述从同步切换模块只能接收数据。

3.根据权利要求1所述的电容和电磁双模触控系统，其特征在于，所述主同步切换模块和所述从同步切换模块通过一根数据传输线进行数据传送；

当所述电磁屏主芯片没有传送数据给所述电磁屏从芯片时，所述数据传输线处于低电平状态；

当所述电磁屏主芯片传送数据给所述电磁屏从芯片时，采用预设的数据传输协议进行数据传送；其中，所述预设的数据传输协议包含：

(1)一个单位时间包含N个系统时钟周期；所述N的取值通过系统总线配置；

(2)所述电磁屏主芯片在发送数据帧时，依次发送起始位、数据帧长度标志和有效数据帧；其中，所述起始位为若干个单位时间的高电平；

(3)第一有效数据比特由L个单位时间低电平和H个单位时间高电平组成，第二有效数据比特由H个单位时间低电平和L个单位时间高电平时间组成，且有效数据总是先发送低电平，再发送高电平；其中，所述L和所述H为预设值。

4.根据权利要求3所述的电容和电磁双模触控系统，其特征在于，所述从同步切换模块包含：比特检测计数器；

在所述数据传输线为低电平时，所述比特检测计数器的计数值在下一系统时钟周期减1；当所述数据传输线为高电平时，所述计数值在下一系统时钟周期加1；每次数据传输线上电平发生下降沿跳变时，所述计数值清零；

在所述数据传输线的起始位下降沿跳变除外的每次下降沿跳变前，所述电磁屏从芯片检测所述比特检测计数器的最高比特位；如果所述比特检测计数器的最高比特位为1，则说明有效数据比特的低电平持续时间大于高电平持续时间，判定所述有效数据比特为1；如果所述比特检测计数器的最高比特位为0，则说明有效数据比特的低电平持续时间小于高电平持续时间，判定所述有效数据比特位为0。

5.根据权利要求1所述的电容和电磁双模触控系统，其特征在于，所述从同步切换模块包含：错误检测和恢复模块；

所述错误检测和恢复模块在检测到非空闲状态中，所述电磁屏从芯片接收的数据中有超过预设个数的低电平时，则判定所述电磁屏从芯片接收错误；

其中，所述低电平的预设个数是可配置的；

所述错误检测和恢复模块在所述电磁屏从芯片允许所述从同步切换模块检测接收错误中断的情况下，所述错误检测和恢复模块检测到接收错误时，产生中断报告给所述电磁屏从芯片；所述电磁屏从芯片一接收到所述中断报告，立即自动进入空闲状态，重新开始接收下一帧数据。

6.根据权利要求1所述的电容和电磁双模触控系统，其特征在于，所述主同步切换模块和所述从同步切换模块分别包含：同步切换计数器；

所述同步切换计数器通过系统总线配置一个预设值；当所述电磁屏主芯片发送完起始位，或者所述电磁屏从芯片接收完起始位时，所述同步切换计数器的计数值清零；所述同步切换计数器的计数值总是在下一系统时钟周期加1，直到所述计数值等于预设值时，所述同步切换计数器产生一个中断报告给所述电磁屏主芯片或者所述电磁屏从芯片，所述电磁屏主芯片或者所述电磁屏从芯片同步切换天线。

7.根据权利要求1所述的电容和电磁双模触控系统，其特征在于，所述主同步切换模块具有3种可配置的数据传送模式：第一传送模式、第二传送模式和第三传送模式；

所述第一传送模式，只要所述电磁屏主芯片向所述主同步切换模块发送数据，所述主同步切换模块立即把数据发送给所述从同步切换模块；

所述第二传送模式，当数据帧开始的有效信号到来时，所述主同步切换模块立即将发送缓冲区保存的数据发送出去；其中，所述发送缓冲区位于所述主同步切换模块内；

所述第三传送模式，当数据帧开始的有效信号到来时，只有在数据帧开始的有效信号到来前，所述电磁屏主芯片更新了所述主同步切换模块的发送缓冲区里的数据，所述主同步切换模块才将所述发送缓冲区里的数据发送出去，否则它不发送数据给所述从同步切换模块。

8.根据权利要求7所述的电容和电磁双模触控系统，其特征在于，所述数据帧开始的有效信号具有2种可配置的模式：第一数据帧开始模式和第二数据帧开始模式；

所述第一数据帧开始模式，直接以数据帧开始的输入信号作为数据帧开始的有效信号；

所述第二数据帧开始模式，将数据帧开始的输入信号延迟一段时间后，作为数据帧开始的有效信号；其中，所述延迟时间的值通过系统总线配置。

9.根据权利要求1所述的电容和电磁双模触控系统，其特征在于，所述主同步切换模块或所述从同步切换模块具有3种中断请求类型：从同步切换模块检测到接收错误时产生的中断请求，主同步切换模块的数据帧发送完成或从同步切换模块的数据帧接收完成时产生的中断请求，主同步切换模块或从同步切换模块的同步切换计数器的计数值达到预设值时产生的中断请求；

当所述3种中断请求允许被使能时，如果满足中断条件，所述主同步切换模块或所述从同步切换模块就会产生相应的中断，报告给所述电磁屏主芯片或所述电磁屏从芯片去处理；

所述电磁屏主芯片或所述电磁屏从芯片向所述主同步切换模块或所述从同步切换模块的相应的中断标志位写入清除中断的标志，清除相应的中断。