TWI854864B

TWI854864B - 具靜電放電保護的車用觸控電路裝置

Info

Publication number: TWI854864B
Application number: TW112140203A
Authority: TW
Inventors: 蘇芳毅; 楊凱翔
Original assignee: 敦泰電子股份有限公司
Priority date: 2023-10-20
Filing date: 2023-10-20
Publication date: 2024-09-01
Also published as: KR20250057623A; US20250130673A1; US12517784B2; TW202518247A

Abstract

一種車用觸控電路裝置包括：一類比前端電路、一第一儲存器、一第二儲存器、一微控制單元及一靜電放電保護器。類比前端電路具有一靜電放電檢測器，用以檢測車用觸控電路裝置並輸出一檢測結果訊號；第一儲存器儲存控制參數具有一第一偵錯碼，依第一偵錯碼對應產生一第一偵錯訊號；第二儲存器儲存觸控資料具有一第二偵錯碼，依第二偵錯碼對應產生一第二偵錯訊號；微控制單元依據控制參數及該觸控資料產生一通知訊號；當檢測結果訊號顯示無靜電放電干擾，靜電放電保護器允許通知訊號輸出，當檢測結果訊號顯示有靜電放電干擾，且第一偵錯訊號及第二偵錯訊號至少其中之一所代表的偵錯結果為錯誤時，靜電放電保護器禁止該通知訊號輸出。

Description

具靜電放電保護的車用觸控電路裝置

本發明係關於觸控電路裝置的技術領域，尤指一種具靜電放電保護的車用觸控電路裝置。

隨著觸控技術之進步，車用觸控面板之應用需求與市佔率亦逐年提升，且車用觸控產品對於功能安全更為重視與要求，尤其對於以觸控面板構成的車輛中控屏，由於其可以控制車輛的檔位、車燈、手剎車等與行車安全相關之設定，若因靜電放電(ESD)干擾觸控面板而造成誤觸事件發生，將可能嚴重威脅行駛於道路上的車輛之行車安全，實無法滿足實際的需求。

因此，在習知車用觸控面板的應用上，實仍存在有諸多缺失而有予以改善之必要。

本發明之目的主要係在提供一種具靜電放電保護的車用觸控電路裝置，可使用低成本與高可靠度實現車用觸控面板的靜電放電保護，防止靜電放電干擾產生的誤觸事件，進而實現更安全的觸控產品。

為達成前述之目的，本發明提出一種車用觸控電路裝置，其包括：一類比前端電路，接收一車用觸控面板所產生的觸控輸入並據此輸出觸控資料，該類比前端電路具有一靜電放電檢測器，用以檢測該車用觸控電路裝置並輸出一檢測結果訊號，該檢測結果訊號代表是否有靜電放電干擾發生；一第一儲存器，儲存用以控制該車用觸控電路裝置運作的控制參數，該控制參數具有一第一偵錯碼，其中，依該第一偵錯碼對應產生一第一偵錯訊號，該第一偵錯訊號代表根據該第一偵錯碼的偵錯結果是否為錯誤；一第二儲存器，耦接至該類比前端電路，並接收及儲存該觸控資料，該觸控資料具有一第二偵錯碼，其中，依該第二偵錯碼對應產生一第二偵錯訊號，該第二偵錯訊號代表根據該第二偵錯碼的偵錯結果是否為錯誤；一微控制單元，耦接至該第一儲存器及第二儲存器，依據該控制參數及該觸控資料，產生一通知訊號；一靜電放電保護器，耦接至該靜電放電檢測器、該第一儲存器、該第二儲存器及該微控制單元，以分別接收該檢測結果訊號、該第一偵錯訊號、該第二偵錯訊號及該通知訊號，其中，當該檢測結果訊號顯示無靜電放電干擾發生時，該靜電放電保護器允許該通知訊號輸出，當該檢測結果訊號顯示有靜電放電干擾發生，且該第一偵錯訊號及該第二偵錯訊號至少其中之一所代表的偵錯結果為錯誤時，該靜電放電保護器禁止該通知訊號輸出。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質，是為了進一步說明本發明的申請專利範圍，而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖式加以闡述。

10:車用觸控面板

20:車用觸控電路裝置

30:終端主機

31:車用設備

21:類比前端電路

22:第一儲存器

23:第二儲存器

24:微控制單元

25:靜電放電保護器

26:資料傳輸介面

211:靜電放電檢測器

29:資料匯流排

31:第一邏輯或閘

32:第二邏輯或閘

33:邏輯互斥或閘

34:邏輯及閘

圖1示意地顯示使用本發明之具靜電放電保護的車用觸控電路裝置的車輛中控系統的示意圖。

圖2顯示本發明之具靜電放電保護的車用觸控電路裝置的示意圖。

圖3A顯示一真值表，其對應於用以實現靜電放電保護器的組合邏輯電路。

圖3B顯示依據本發明一實施例的靜電放電保護器的組合邏輯電路圖。

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明的實施方式，並不用於限定本發明。

圖1示意地顯示使用本發明之具靜電放電保護的車用觸控電路裝置的車輛中控系統的示意圖，其中，車輛中控系統包括一車用觸控面板10、一車用觸控電路裝置20及一終端主機30。車用觸控面板10可供車輛的駕駛或乘客進行觸控操作以控制車輛的設定，例如但不限於檔位設定、車燈設定、手剎車設定等。車用觸控電路裝置20耦接至車用觸控面板10，用以根據在車用觸控面板10上所進行的觸控操作以對應控制終端主機30。終端主機30電連接至少一車用設備31，例如但不限於檔位設備、車燈設備、手剎車設備等，據以根據在車用觸控面板10上所進行的觸控操作來控制至少一車用設備31。

圖2顯示本發明之具靜電放電保護的車用觸控電路裝置的示意圖，其中，車用觸控電路裝置20包括一類比前端電路21、一第一儲存器22、一第二儲存器23、一微控制單元24、一靜電放電保護器25及一資料傳輸介面26。前述類比前端電路21用以接收車用觸控面板10依駕駛或乘客所進行的觸控操作而產生的觸控輸入，並據此觸控輸入而輸出觸控資料。前述第一儲存器22儲存用以控制車用觸控電路裝置20運作的控制參數。前述第二儲存器23耦接至類比前端電路21，以接收並儲存觸控資料。前述微控制單元24耦接至第一儲存器22及第二儲存器23，以依據控制參數所代表的車用觸控電路裝置20的觸控掃描行為模式，將觸控資料從第二儲存器23讀出且進行相應的運算處理，以運算出觸摸座標並將觸摸座標寫回第二儲存器23，再發出通知訊號INT給終端主機30，而當接收到通知訊號後，終端主機30再經由資料傳輸介面26取得觸摸座標，而可完成一次觸控資料的處理流程，其中，資料傳輸介面26可為串行外設介面(Serial Peripheral Interface Bus，SPI)或積體電路匯流排(Inter-Integrated Circuit Bus，I2C)等串列介面，但此僅是舉例而非限定。

為提供靜電放電保護之功能，前述類比前端電路21更具有一靜電放電檢測器211，用以檢測車用觸控電路裝置20並輸出一檢測結果訊號ESDD，檢測結果訊號ESDD代表是否有靜電放電干擾發生，於一實施例，靜電放電檢測器211為一類比檢測電路，用以檢測車用觸控電路裝置20的工作電壓WV，以當檢測的工作電壓VW高於一預設的上臨界電壓TH1或低於一預設的下臨界電壓TH2時(亦即，WV>TH1或WV<TH2)，使輸出的檢測結果訊號ESDD顯示有靜電放電干擾發生，其中，上臨界電壓TH1大於下臨界電壓TH2，檢測結果訊號ESDD為1可表示有靜電放電干擾發生，檢測結果訊號ESDD為0可表示無靜電放電干擾發生。

再者，於一實施例中，前述第一儲存器22為一暫存器(Register)，且其所儲存的控制參數具有一第一偵錯碼，其中，依此第一偵錯碼可對應產生一第一偵錯訊號CS1，此第一偵錯訊號CS1代表根據第一偵錯碼的偵錯結果是否為錯誤，而前述第二儲存器23為一靜態隨機存取記憶體(SRAM)，且其所儲存的觸控資料具有一第二偵錯碼，其中，依此第二偵錯碼可對應產生一第二偵錯訊號CS2，此第二偵錯訊號CS2代表根據第二偵錯碼的偵錯結果是否為錯誤。

前述第一偵錯碼或第二偵錯碼可為任何可以偵測資料是否錯誤的機制，例如校驗和(Checksum)、奇偶校驗(Parity Check)等，於一實施例中，第一偵錯碼及第二偵錯碼皆為校驗和，亦即，於車用觸控電路裝置20中，第一偵錯碼的產生是將前述控制參數分成K小塊資料，再將每小塊資料的所有值全部相加之後得到一個數字，再取其1的補數而得到第一偵錯碼，而第一偵錯訊號CS1的產生則是將所有K個小塊資料中所有的值相加再加上第一偵錯碼後，再取其1的補數而得到第一偵錯訊號CS1，若結果為0則表示偵錯結果無錯誤，結果為1則表示偵錯結果為錯誤；同樣地，第二偵錯碼的產生是將前述觸控資料分成K小塊資料，再將每小塊資料的所有值全部相加之後得到一個數字，再取其1的補數而得到第二偵錯碼，而第二偵錯訊號CS2的產生則是將所有K個小塊資料中所有的值相加再加上第二偵錯碼後，再取其1的補數而得到第二偵錯訊號CS2，若結果為0則表示偵錯結果無錯誤，結果為1則表示偵錯結果為錯誤。

前述微控制單元24、資料傳輸介面26、第一儲存器22及第二儲存器23經由一資料匯流排29耦接在一起，因此，微控制單元24可經由資料匯流排29存取第一儲存器22及第二儲存器23，以依據控制參數及觸控資料來產生通知訊號INT。

前述靜電放電保護器25耦接至靜電放電檢測器211、第一儲存器22、第二儲存器23及微控制單元24，以分別接收檢測結果訊號ESDD、第一偵錯訊號CS1、第二偵錯訊號CS2及通知訊號INT，其中，當檢測結果訊號ESDD顯示無靜電放電干擾發生時，靜電放電保護器25允許通知訊號INT輸出至終端主機30以通知終端主機30接收觸摸座標的資料(圖2中輸出的通知訊號以INTP表示)，當檢測結果訊號ESDD顯示有靜電放電干擾發生，且第一偵錯訊號CS1及第二偵錯訊號CS2至少其中之一所代表的偵錯結果為錯誤時，靜電放電保護器25禁止通知訊號INT輸出至終端主機30。

前述終端主機30電連接至少一車用設備31，前述資料傳輸介面26可經由資料匯流排29存取由微控制單元24依據控制參數及觸控資料所產生的觸摸座標，且將觸摸座標傳送至終端主機30，因此，終端主機30可依據觸摸座標來控制車用設備31的運作。

進一步，由於前述靜電放電保護器25是依檢測結果訊號ESDD、第一偵錯訊號CS1及第二偵錯訊號CS1的值來決定允許或禁止通知訊號INT輸出，因此，可僅以一組合邏輯電路來實現靜電放電保護器25輸出的通知訊號INTP與輸入至靜電放電保護器25的檢測結果訊號ESDD、第一偵錯訊號CS1、第二偵錯訊號CS2及通知訊號INT之間的邏輯關係，如圖3A所示的真值表，其顯示所述的邏輯關係為：當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(0,0,0,0)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(0,0,0,1)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(0,0,1,0)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(0,0,1,1)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(0,1,0,0)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(0,1,0,1)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(0,1,1,0)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(0,1,1,1)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(1,0,0,0)，INTP為1，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(1,0,0,1)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(1,0,1,0)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(1,0,1,1)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(1,1,0,0)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(1,1,0,1)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(1,1,1,0)，INTP為0，當(INT,CS1,CS2,ESDD)為(1,1,1,1)，INTP為0，其中，INT代表輸入的通知訊號，CS1代表第一偵錯訊號，CS2代表第二偵錯訊號，ESDD代表檢測結果訊號，INTP代表輸出的通知訊號，INT為1表示輸入的通知訊號有效，INT為0表示輸入的通知訊號無效，CS1 為1表示第一偵錯碼的偵錯結果為錯誤，CS1為0表示第一偵錯碼的偵錯結果無錯誤，CS2為1表示第二偵錯碼的偵錯結果為錯誤，CS2為0表示第二偵錯碼的偵錯結果無錯誤，ESDD為1表示有靜電放電干擾發生，ESDD為0表示無靜電放電干擾發生，INTP為1表示輸出的通知訊號有效，INTP為0表示輸出的通知訊號無效。

圖3B顯示依據本發明一實施例的靜電放電保護器的組合邏輯電路圖，係以邏輯閘來實現前述的靜電放電保護器其中，靜電放電保護器25包括一第一邏輯或閘(OR)31、一第二邏輯或閘(OR)32、一邏輯互斥或閘(XOR)33以及一邏輯及閘(AND)34，第一邏輯或閘31具有一輸出端、以及二輸入端分別連接第一偵錯訊號CS1及第二偵錯訊號CS2，第二邏輯或閘32具有一輸出端、以及二輸入端分別連接檢測結果訊號ESDD及第一邏輯或閘31的輸出端，邏輯互斥或閘33具有一輸出端、以及二輸入端分別連接輸入的通知訊號INT及第二邏輯或閘32的輸出端，邏輯及閘34具有二輸入端分別連接輸入的該通知訊號INT及邏輯互斥或閘33的輸出端、以及一輸出端用以產生輸出的通知訊號INTP，以此靜電放電保護器25的組合邏輯電路，可僅以邏輯閘來實現符合圖3A的真值表所示的邏輯關係，達成以低成本與高可靠度來實現車用觸控面板的靜電放電保護。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。