CN105468211A - 电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、数据传输系统、电容笔和触摸屏，所述方法包括以下步骤：在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别；在每个时钟周期的第二时间段，触摸屏的发射极发射同步信息，其中，同步信息包括数据传输设置参数；电容笔根据同步信息与触摸屏进行同步，并获取同步信息中的数据传输设置参数；以及在每个时钟周期的第三时间段，触摸屏和电容笔根据数据传输设置参数进行数据传输。本发明实施例的方法，当电容笔与触摸屏之间进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

Description

电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、系统和装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、数据传输系统、电容笔和触摸屏。

背景技术

电容笔主要分主动式和被动式两种。被动式电容笔是业界常见的软头粗头笔，当手拿着这个笔时，笔和手导通，代替手指触摸屏幕。这种被动式电容笔引起的电容变化量小，所以要用软头粗头来增大接触面积从而增大电容变化。但是这种笔划到屏幕上手感不好，而且内部没有相应的压力检测电路所以无法测量压力、按键等数据，无法实现笔迹识别等功能。

主动式电容笔一般内置电池和芯片，利用芯片发送高压信号来激励电容屏(即触摸屏)计算相关坐标，并且可以测出用户使用电容笔时的力量从而实现笔迹识别。但是将压力数值或按键信号传给主机(例如，手机或者平板电脑中的微控制单元MCU)存在一定难度。有的是通过有线的方式，就是笔连出一根线到平板上；有的通过在笔里内置蓝牙或红外等无线发射模块来传递信号；有的是在笔尖发射然后电容屏接收并解析数据然后传给主机，传递时电容屏的发射极TX发送波形，电容笔接收这个波形作为时钟信号，然后电容笔发送相应的信号，电容屏的接收极RX接收到电容笔发送的这个信号后再解析出数据，然后发送给主机。

在上述方法中，虽然笔尖发射然后电容屏接收的方式成本最低，但是实现起来难度大，而且因为笔尖很细小，如果发送时钟信号的发射极TX不在笔尖附近，笔尖根本就接收不到。而且电容笔在屏幕上滑动的速度很快，即使刚发送数据时笔尖在一个TX上，当数据发送到一半时笔尖已经滑到其他TX上了。如果用多条TX一起激励，那么TX和RX耦合的互电容远大于笔尖发射的信号，使得RX接收到的信号变化量非常小，不易识别，容易造成误判断，从而影响用户的使用感受。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种具有电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，当电容笔与触摸屏之间进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

本发明的第二个目的在于提出一种数据传输系统。

本发明的第三个目的在于提出一种电容笔。

本发明的第四个目的在于提出一种触摸屏。

为了实现上述目的，本发明第一方面实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，包括以下步骤：在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别；在每个所述时钟周期的第二时间段，所述触摸屏的发射极发射同步信息，其中，所述同步信息包括数据传输设置参数；所述电容笔根据所述同步信息与所述触摸屏进行同步，并获取所述同步信息中的所述数据传输设置参数；以及在每个所述时钟周期的第三时间段，所述触摸屏和所述电容笔根据所述数据传输设置参数进行数据传输。

根据本发明实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别，在第二时间段，触摸屏发射同步信息，电容笔根据同步信息与触摸屏进行同步并获取同步信息中的数据传输设置参数，在第三时间段，触摸屏和电容笔根据数据传输设置参数进行数据传输，当电容笔与触摸屏之间进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例的数据传输系统，包括：触摸屏与电容笔，其中，所述触摸屏，用于在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别，在每个所述时钟周期的第二时间段，所述触摸屏的发射极发射同步信息，其中，所述同步信息包括数据传输设置参数，在每个所述时钟周期的第三时间段，所述触摸屏根据所述数据传输设置参数进行数据传输；所述电容笔，用于在每个所述时钟周期的第一时间段与所述触摸屏进行坐标识别，在每个所述时钟周期的第二时间段，所述电容笔根据所述同步信息与所述触摸屏进行同步，并获取所述同步信息中的所述数据传输设置参数，在每个所述时钟周期的第三时间段，所述电容笔根据所述数据传输设置参数进行数据传输。

根据本发明实施例的数据传输系统，在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别，在第二时间段，触摸屏发射同步信息，电容笔根据同步信息与触摸屏进行同步并获取同步信息中的数据传输设置参数，在第三时间段，触摸屏和电容笔根据数据传输设置参数进行数据传输，当电容笔与触摸屏之间进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

为了实现上述目的，本发明第三方面实施例的电容笔，包括：坐标识别模块，用于在每个时钟周期的第一时间段与触摸屏进行坐标识别；同步模块，用于在每个所述时钟周期的第二时间段，根据所述触摸屏的发射极发射的同步信息与所述触摸屏进行同步，并获取所述同步信息中的数据传输设置参数；以及数据传输模块，用于在每个所述时钟周期的第三时间段根据所述数据传输设置参数进行数据传输。

根据本发明实施例的电容笔，通过坐标识别模块在每个时钟周期的第一时间段与触摸屏进行坐标识别，同步模块用于在每个时钟周期的第二时间段，根据触摸屏的发射极发射的同步信息与触摸屏进行同步，并获取同步信息中的数据传输设置参数，数据传输模块用于在每个时钟周期的第三时间段根据数据传输设置参数进行数据传输，该电容笔在与触摸屏进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

为了实现上述目的，本发明第四方面实施例的触摸屏，包括：坐标识别模块，用于在每个时钟周期的第一时间段与电容笔进行坐标识别；发射极，用于在每个所述时钟周期的第二时间段发射同步信息，以使所述电容笔根据所述同步信息与所述触摸屏进行同步，其中，所述同步信息包括数据传输设置参数，且所述发射极用于在每个所述时钟周期的第三时间段根据所述数据传输设置参数进行数据传输；接收极，用于在每个所述时钟周期的第三时间段根据所述数据传输设置参数进行数据传输。

根据本发明实施例的触摸屏，在每个时钟周期的第一时间段通过坐标识别模块与电容笔进行坐标识别，在每个时钟周期的第二时间段，发射极用于发射同步信息，以使电容笔根据同步信息与触摸屏进行同步，在每个时钟周期的第三时间段，发射极和接收极用于根据同步信息中的数据传输设置参数进行数据传输，当电容笔与触摸屏之间进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法的流程图；

图2是根据本发明一个实施例的电容笔在触摸屏上滑动的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别的流程图；

图4是根据本发明一个实施例的当前时钟周期为第一帧时电容笔和触摸屏传输信号的示意图；

图5是根据本发明一个实施例的当前时钟周期为第二帧时电容笔和触摸屏传输信号的示意图；

图6是相关技术中的电容笔和触摸屏之间传输的波形的示意图；

图7是根据本发明一个实施例的数据传输系统的结构示意图；

图8是根据本发明一个实施例的电容笔的结构示意图；

图9是根据本发明一个实施例的触摸屏的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

主动电容笔有两个主要功能，就是主动激励和压力或按键检测。主动激励是指笔尖发出高压的信号，来提高电容屏对主动电容笔定位的精度。压力按键检测是指检测笔尖的压力和笔身的按键(可以是菜单键，也可以是具有复制、粘贴等常用功能的按键)，并将检测到的信号传回到电容屏，来实现类似毛笔或者笔迹识别等功能。其中压力和按键检测的技术很成熟，这里就不再描述。关键技术就是怎样把这些信号传回电容屏。如背景技术中的分析，电容屏接收这些信号是成本比较低但是技术比较复杂的一种方法。

为了解决上述问题，本发明提出了一种电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、数据传输系统、电容笔和触摸屏。下面参考附图描述根据本发明实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法、数据传输系统、电容笔和触摸屏。

图1是根据本发明一个实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法的流程图。如图1所示，本发明实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，包括以下步骤：

S101，在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别。

具体地，如图2所示为电容笔在触摸屏上滑动的示意图。电容笔一开始工作就默认进入坐标识别模式，来帮助触摸屏(即电容屏)精确定位电容笔的位置。

更具体地，例如，触摸屏的发射极TX开始一个接一个的发送检测波形(例如，发送方波)。当触摸屏激励的TX离电容笔比较远时，电容笔是接收不到TX的激励的。当电容笔接收到临近的触摸屏的TX发出的激励时，会发送一个同相位或反相位的激励信号。当所有TX完成定位激励后，坐标识别就完成了。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，步骤S101具体包括：

S1011，在每个时钟周期的第一时间段触摸屏的发射极发射第一激励信号。

具体地，如图4所示，在每个时钟周期的第一时间段(即图4中的坐标识别所示的时间段)，触摸屏的发射极TX发射第一激励信号。

S1012，电容笔接收第一激励信号并根据第一激励信号生成第二激励信号。

在本发明的一个实施例中，电容笔根据第一激励信号生成第二激励信号，具体包括：如果当前时钟周期为第一帧，则电容笔以与第一激励信号同步且同相的方式生成第二激励信号；以及如果当前时钟周期为第二帧，则电容笔以与第一激励信号同步且反相的方式生成第二激励信号，其中，第一帧与第二帧交替发送。其中，第一帧与第二帧表示奇数帧(第1帧、第3帧、第5帧、第7帧，…)和偶数帧(第2帧、第4帧、第6帧、第8帧，…)，其中，可以是第一帧表示奇数帧，第二帧表示偶数帧；或者第一帧表示偶数帧，第二帧表示奇数帧。那么，按照时钟周期，电容笔所生成的第二激励信号的相位与第一激励信号相位的关系依次为同相、反相、同相、反相、同相，…；或者，按照时钟周期，第二激励信号的相位与第一激励信号相位的关系依次为反相、同相、反相、同相、反相，…。

具体地，例如，如图4所示，如果当前时钟周期为第一帧，则电容笔以与第一激励信号同步且同相的方式生成第二激励信号；如图5所示，如果当前时钟周期为第二帧，则电容笔以与第一激励信号同步且反相的方式生成第二激励信号。

在本发明的实施例中，时钟周期为第一帧时，第二激励信号与第一激励信号同步且同相(即电容笔发出的定位波形为同相激励信号)，时钟周期为第二帧时，第二激励信号与第一激励信号同步且反相(即电容笔发出的定位波形为反相激励信号)，这样可以让电容屏识别出电容笔还是手指，其判断基理为：电容屏原理是检测每个RX和TX相交形成的节点电容。当手放在电容屏上时，节点电容变小，对应的数据就会变小。当水或者独立导体(硬币)放在电容屏上时，节点电容变大，对应数据也会变大。如果电容笔是正向激励，节点电容就会被同向充电，数据就会变大，如果是反向激励，节点电容就会反向放电，数据就会变小，如果每个时钟周期的数据(即每帧数据)都变化一次相位，数据读出来就会是一帧大一帧小，正常的情况不会产生这种数据，就可以判断是电容笔造成的，从而能够区分电容笔和手指。

S1013，电容笔发射第二激励信号以使触摸屏的接收极接收第二激励信号并根据第二激励信号对电容笔进行坐标识别。

具体地，触摸屏的接收极接收到电容笔发射的第二激励信号后，根据第二激励信号对电容笔进行坐标识别。

S102，在每个时钟周期的第二时间段，触摸屏的发射极发射同步信息，其中，同步信息包括数据传输设置参数。

具体地，坐标识别完成之后，触摸屏将要开始传输按键和压力数据，首先，触摸屏的所有发射极TX一起同步发送出一个波形(即同步信息)，其中，同步信息包括数据传输设置参数，例如，在当前时钟周期，是触摸屏发送数据，还是电容笔发送数据。

更具体地，发射极TX发送出的这个波形具有固定的位数，比如16位，这16位的前几位是一个固定的起始头，表示现在的波形为触摸屏和电容笔交换数据，后几位代表数据类型，例如表示后续进行数据传输时的内容为压力、按键、电池电压或传输给电容笔的配置等信息。

S103，电容笔根据同步信息与触摸屏进行同步，并获取同步信息中的数据传输设置参数。

在本发明的一个实施例中，电容笔根据同步信息与触摸屏进行同步，具体包括：电容笔根据同步信息生成相应的第三激励信号并发射，触摸屏接收第三激励信号。

在本发明的一个实施例中，电容笔根据同步信息生成相应的第三激励信号并发射具体包括：如果当前时钟周期为第一帧，则电容笔以与同步信息同步且同相的方式生成第三激励信号并发射；以及如果当前时钟周期为第二帧，则电容笔以与同步信息同步且反相的方式生成第三激励信号并发射，其中，第一帧与第二帧交替发送。其中，第一帧与第二帧表示奇数帧和偶数帧，即可以是第一帧表示奇数帧，第二帧表示偶数帧；或者第一帧表示偶数帧，第二帧表示奇数帧。那么，按照时钟周期，电容笔发射的第三激励信号的相位与同步信息相位的关系依次为同相、反相、同相、反相、同相，…；或者，第三激励信号的相位与同步信息相位的关系依次为反相、同相、反相、同相、反相，…。

具体地，如图4所示，在每个时钟周期的第二时间段(即图4中同步头所示的时间段)，如果当前时钟周期为第一帧，则电容笔以与同步信息同步且同相的方式生成第三激励信号；如图5所示，如果当前时钟周期为第二帧，则电容笔以与同步信息同步且反相的方式生成第三激励信号。

S104，在每个时钟周期的第三时间段，触摸屏和电容笔根据数据传输设置参数进行数据传输。

在本发明的一个实施例中，步骤S104具体包括：如果数据传输设置参数为触摸屏发送数据，则在第三时间段触摸屏发送数据，电容笔接收数据；以及如果数据传输设置参数为电容笔发送数据，则在第三时间段电容笔发送数据，触摸屏接收数据。

具体地，例如，如图4所示，假设同步信息中的数据传输设置参数的意义是让电容笔传输压力按键等信息，则在第三时间段，触摸屏不再发送波形，全屏改为接收状态，电容笔开始发送数据给触摸屏，其中，发送的数据位数和频率都是事先设定好的，电容笔完成数据发送后，电容笔自动进入下一个时钟周期的坐标识别模式。又如，如图5所示，假设同步信息中的数据传输设置参数的意义为配置电容笔的电压、频率等信息，则在第三时间段，触摸屏全屏所有TX一起发送数据，电容笔改为接收状态，开始接收来自触摸屏的数据，电容笔完成数据接收后，进入下一个时钟周期的坐标识别模式。

另外，相关技术中的电容笔和触摸屏之间传输的波形的示意图如图6所示。图6中所示的波形为电容笔处于数据传输模式时，电容笔与触摸屏之间传输的信号的示意图。

本发明实施例的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别，在第二时间段，触摸屏发射同步信息，电容笔根据同步信息与触摸屏进行同步并获取同步信息中的数据传输设置参数，在第三时间段，触摸屏和电容笔根据数据传输设置参数进行数据传输，当电容笔与触摸屏之间进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种数据传输系统。

图7是根据本发明一个实施例的数据传输系统的结构示意图。如图7所示，本发明实施例的数据传输系统，包括：触摸屏10与电容笔20。

触摸屏10用于在每个时钟周期的第一时间段触摸屏10与电容笔20进行坐标识别，在每个时钟周期的第二时间段，触摸屏10的发射极发射同步信息，其中，同步信息包括数据传输设置参数，在每个时钟周期的第三时间段，触摸屏10根据数据传输设置参数进行数据传输；电容笔20用于在每个时钟周期的第一时间段与触摸屏10进行坐标识别，在每个时钟周期的第二时间段，电容笔20根据同步信息与触摸屏10进行同步，并获取同步信息中的数据传输设置参数，在每个时钟周期的第三时间段，电容笔20根据数据传输设置参数进行数据传输。

具体地，如图2所示为电容笔20在触摸屏10上滑动的示意图。电容笔20一开始工作就默认进入坐标识别模式，来帮助触摸屏10精确定位电容笔20的位置。

更具体地，例如，触摸屏10的发射极TX开始一个接一个的发送检测波形(例如，发送方波)。当触摸屏10激励的TX离电容笔比较远时，电容笔20是接收不到TX的激励的。当电容笔20接收到临近的触摸屏10的TX发出的激励时，会发送一个同相位或反相位的激励信号。当所有TX完成定位激励后，坐标识别就完成了。

在本发明的一个实施例中，触摸屏10具体用于：在每个时钟周期的第一时间段触摸屏10的发射极发射第一激励信号；电容笔20具体用于：接收第一激励信号并根据第一激励信号生成第二激励信号，以及发射第二激励信号；触摸屏20还用于：接收第二激励信号并根据第二激励信号对电容笔20进行坐标识别。

具体地，如图4所示，在每个时钟周期的第一时间段(即图4中的坐标识别所示的时间段)，触摸屏10的发射极TX发射第一激励信号。电容笔20则接收第一激励信号并根据第一激励信号生成第二激励信号，以及发射第二激励信号。

在本发明的一个实施例中，如果当前时钟周期为第一帧，则电容笔20以与第一激励信号同步且同相的方式生成第二激励信号；以及如果当前时钟周期为第二帧，则电容笔20以与第一激励信号同步且反相的方式生成第二激励信号，其中，第一帧与第二帧交替发送。

具体地，例如，如图4所示，如果当前时钟周期为第一帧，则电容笔20以与第一激励信号同步且同相的方式生成第二激励信号；如图5所示，如果当前时钟周期为第二帧，则电容笔20以与第一激励信号同步且反相的方式生成第二激励信号。

更具体地，触摸屏10的接收极接收到电容笔20发射的第二激励信号后，根据第二激励信号对电容笔20进行坐标识别。

在本发明的实施例中，时钟周期为第一帧时，第二激励信号与第一激励信号同步且同相(即电容笔20发出的定位波形为同相激励信号)，时钟周期为第二帧时，第二激励信号与第一激励信号同步且反相(即电容笔20发出的定位波形为反相激励信号)，这样可以让触摸屏10识别出电容笔20还是手指，其判断基理为：触摸屏10原理是检测每个RX和TX相交形成的节点电容。当手放在触摸屏10上时，节点电容变小，对应的数据就会变小。当水或者独立导体(硬币)放在触摸屏10上时，节点电容变大，对应数据也会变大。如果电容笔20是正向激励，节点电容就会被同向充电，数据就会变大，如果是反向激励，节点电容就会反向放电，数据就会变小，如果每个时钟周期的数据(即每帧数据)都变化一次相位，数据读出来就会是一帧大一帧小，正常的情况不会产生这种数据，就可以判断是电容笔20造成的，从而能够区分电容笔20和手指。

进一步地，坐标识别完成之后，触摸屏10将要开始传输按键和压力数据，首先，触摸屏10的所有发射极TX一起同步发送出一个波形(即同步信息)，其中，同步信息包括数据传输设置参数，例如，在当前时钟周期，是触摸屏10发送数据，还是电容笔20发送数据。

其中，发射极TX发送出的这个波形具有固定的位数，比如16位，这16位的前几位是一个固定的起始头，表示现在的波形为触摸屏10和电容笔20交换数据，后几位代表数据类型，例如表示后续进行数据传输时的内容为压力、按键、电池电压或传输给电容笔20的配置等信息。

在本发明的一个实施例中，在每个时钟周期的第二时间段，电容笔20具体用于：根据同步信息生成相应的第三激励信号并发射；触摸屏10具体用于：接收第三激励信号。

在本发明的一个实施例中，如果当前时钟周期为第一帧，则电容笔20以与同步信息同步且同相的方式生成第三激励信号并发射；以及如果当前时钟周期为第二帧，则电容笔20以与同步信息同步且反相的方式生成第三激励信号并发射，其中，第一帧与第二帧交替发送。

具体地，如图4所示，在每个时钟周期的第二时间段(即图4中同步头所示的时间段)，如果当前时钟周期为第一帧，则电容笔20以与同步信息同步且同相的方式生成第三激励信号；如图5所示，如果当前时钟周期为第二帧，则电容笔20以与同步信息同步且反相的方式生成第三激励信号。

更进一步地，在每个时钟周期的第三时间段，触摸屏10和电容笔20根据数据传输设置参数进行数据传输。

在本发明的一个实施例中，如果数据传输设置参数为触摸屏10发送数据，则触摸屏10用于在第三时间段发送数据，电容笔20用于在第三时间段接收数据；如果数据传输设置参数为电容笔20发送数据，则电容笔20用于在第三时间段发送数据，触摸屏10用于在第三时间段接收数据。

具体地，例如，如图4所示，假设同步信息中的数据传输设置参数的意义是让电容笔20传输压力按键等信息，则在第三时间段，触摸屏10不再发送波形，全屏改为接收状态，电容笔20开始发送数据给触摸屏10，其中，发送的数据位数和频率都是事先设定好的，电容笔20完成数据发送后，电容笔20自动进入下一个时钟周期的坐标识别模式。又如，如图5所示，假设同步信息中的数据传输设置参数的意义为配置电容笔20的电压、频率等信息，则在第三时间段，触摸屏10全屏所有TX一起发送数据，电容笔20改为接收状态，开始接收来自触摸屏10的数据，电容笔20完成数据接收后，进入下一个时钟周期的坐标识别模式。

本发明实施例的数据传输系统，在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别，在第二时间段，触摸屏发射同步信息，电容笔根据同步信息与触摸屏进行同步并获取同步信息中的数据传输设置参数，在第三时间段，触摸屏和电容笔根据数据传输设置参数进行数据传输，当电容笔与触摸屏之间进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种电容笔。

图8是根据本发明一个实施例的电容笔的结构示意图。如图8所示，本发明实施例的电容笔20，包括：坐标识别模块21、同步模块22和数据传输模块23。

坐标识别模块21用于在每个时钟周期的第一时间段与触摸屏进行坐标识别。

具体地，如图2所示为电容笔在触摸屏上滑动的示意图。电容笔一开始工作就默认进入坐标识别模式，来帮助触摸屏精确定位笔的位置。更具体地，例如，触摸屏的发射极TX开始一个接一个的发送检测波形(例如，发送方波)。当触摸屏激励的TX离电容笔比较远时，电容笔是接收不到TX的激励的。当电容笔接收到临近的触摸屏的TX发出的激励时，会发送一个同相位或反相位的激励信号。当所有TX完成定位激励后，坐标识别就完成了。

在本发明的一个实施例中，坐标识别模块21具体用于：接收触摸屏的发射极发射的第一激励信号，并根据第一激励信号生成第二激励信号，以及发射第二激励信号，以使触摸屏根据第二激励信号对电容笔20进行坐标识别。

在本发明的一个实施例中，如果当前时钟周期为第一帧，则坐标识别模块21以与第一激励信号同步且同相的方式生成第二激励信号；以及如果当前时钟周期为第二帧，则坐标识别模块21以与第一激励信号同步且反相的方式生成第二激励信号，其中，第一帧与第二帧交替发送。

具体地，如图4所示，在每个时钟周期的第一时间段(即图4中的坐标识别所示的时间段)，触摸屏的发射极TX发射第一激励信号。

更具体地，例如，如图4所示，如果当前时钟周期为第一帧，则坐标识别模块21以与第一激励信号同步且同相的方式生成第二激励信号并发射，以使触摸屏根据第二激励信号对电容笔20进行坐标识别；如图5所示，如果当前时钟周期为第二帧，则坐标识别模块21以与第一激励信号同步且反相的方式生成第二激励信号并发射，以使触摸屏根据第二激励信号对电容笔20进行坐标识别。

在本发明的实施例中，时钟周期为第一帧时，第二激励信号与第一激励信号同步且同相(即电容笔20发出的定位波形为同相激励信号)，时钟周期为第二帧时，第二激励信号与第一激励信号同步且反相(即电容笔20发出的定位波形为反相激励信号)，这样可以让电容屏识别出电容笔20还是手指，其判断基理为：电容屏原理是检测每个RX和TX相交形成的节点电容。当手放在电容屏上时，节点电容变小，对应的数据就会变小。当水或者独立导体(硬币)放在电容屏上时，节点电容变大，对应数据也会变大。如果电容笔20是正向激励，节点电容就会被同向充电，数据就会变大，如果是反向激励，节点电容就会反向放电，数据就会变小，如果每个时钟周期的数据(即每帧数据)都变化一次相位，数据读出来就会是一帧大一帧小，正常的情况不会产生这种数据，就可以判断是电容笔20造成的，从而能够区分电容笔20和手指。

同步模块22用于在每个时钟周期的第二时间段，根据触摸屏的发射极发射的同步信息与触摸屏进行同步，并获取同步信息中的数据传输设置参数。

在本发明的一个实施例中，同步模块22具体用于：根据同步信息生成相应的第三激励信号并发射，以使触摸屏接收第三激励信号。

在本发明的一个实施例中，如果当前时钟周期为第一帧，则同步模块22以与同步信息同步且同相的方式生成第三激励信号并发射；以及如果当前时钟周期为第二帧，则同步模块22以与同步信息同步且反相的方式生成第三激励信号并发射，其中，第一帧与第二帧交替发送。

具体地，如图4所示，在每个时钟周期的第二时间段(即图4中同步头所示的时间段)，如果当前时钟周期为第一帧，则同步模块22以与同步信息同步且同相的方式生成第三激励信号；如图5所示，如果当前时钟周期为第二帧，则同步模块22以与同步信息同步且反相的方式生成第三激励信号。

数据传输模块23用于在每个时钟周期的第三时间段根据数据传输设置参数进行数据传输。

在本发明的一个实施例中，数据传输模块23具体用于：如果数据传输设置参数为触摸屏发送数据，则数据传输模块23在第三时间段接收数据；如果数据传输设置参数为电容笔发送数据，则数据传输模块23在第三时间段发送数据。

具体地，例如，如图4所示，假设同步信息中的数据传输设置参数的意义是让电容笔传输压力按键等信息，则在第三时间段，触摸屏不再发送波形，全屏改为接收状态，电容笔的数据传输模块23开始发送数据给触摸屏，其中，发送的数据位数和频率都是事先设定好的，电容笔20的数据传输模块23完成数据发送后，坐标识别模块21自动进入下一个时钟周期的坐标识别模式。又如，如图5所示，假设同步信息中的数据传输设置参数的意义为配置电容笔20的电压、频率等信息，则在第三时间段，触摸屏全屏所有TX一起发送数据，电容笔20改为接收状态，通过数据传输模块23接收来自触摸屏的数据，数据传输模块23完成数据接收后，坐标识别模块21进入下一个时钟周期的坐标识别模式。

本发明实施例的电容笔，通过坐标识别模块在每个时钟周期的第一时间段与触摸屏进行坐标识别，同步模块用于在每个时钟周期的第二时间段，根据触摸屏的发射极发射的同步信息与触摸屏进行同步，并获取同步信息中的数据传输设置参数，数据传输模块用于在每个时钟周期的第三时间段根据数据传输设置参数进行数据传输，该电容笔在与触摸屏进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

为了实现上述实施例，本发明还提出了一种触摸屏。

图9是根据本发明一个实施例的触摸屏的结构示意图。如图9所示，本发明实施例的触摸屏10，包括：坐标识别模块11、发射极12和接收极13。

坐标识别模块11用于在每个时钟周期的第一时间段与电容笔进行坐标识别；发射极12用于在每个时钟周期的第二时间段发射同步信息，以使电容笔根据同步信息与触摸屏10进行同步，其中，同步信息包括数据传输设置参数，且发射极12用于在每个时钟周期的第三时间段根据数据传输设置参数进行数据传输；接收极13用于在每个时钟周期的第三时间段根据数据传输设置参数进行数据传输。

在本发明的一个实施例中，发射极12还用于在每个时钟周期的第一时间段发射第一激励信号，以使电容笔接收第一激励信号并根据第一激励信号生成第二激励信号；接收极13还用于接收电容笔发射的第二激励信号；坐标识别模块11具体用于根据第二激励信号对电容笔进行坐标识别。

具体地，在每个时钟周期的第一时间段，坐标识别模块11用于与电容笔进行坐标识别。更具体地，首先通过发射极12在第一时间段发射第一激励信号，以使电容笔接收第一激励信号并根据第一激励信号生成第二激励信号，然后通过接收极13接收电容笔发射的第二激励信号，之后坐标识别模块11根据第二激励信号对电容笔进行坐标识别。

在本发明的实施例中，在每个时钟周期的第二时间段，发射极12发射同步信息后，电容笔根据同步信息与触摸屏10进行同步，即电容笔根据同步信息生成相应的第三激励信号并发射，接收极13则接收第三激励信号，以完成同步。

在本发明的一个实施例中，如果数据传输设置参数为触摸屏发送数据，则发射极12具体用于在第三时间段发送数据；以及如果数据传输设置参数为电容笔发送数据，则接收极13具体用于在第三时间段接收数据。

具体地，例如，如图4所示，假设同步信息中的数据传输设置参数的意义是让电容笔传输压力按键等信息，则在第三时间段，触摸屏的发射极12不再发送波形，全屏改为接收状态，电容笔开始发送数据给触摸屏，其中，发送的数据位数和频率都是事先设定好的，电容笔完成数据发送后，电容笔自动进入下一个时钟周期的坐标识别模式。又如，如图5所示，假设同步信息中的数据传输设置参数的意义为配置电容笔的电压、频率等信息，则在第三时间段，触摸屏全屏所有的发射极12一起发送数据，电容笔改为接收状态，开始接收来自触摸屏的数据，电容笔完成数据接收后，进入下一个时钟周期的坐标识别模式。

本发明实施例的触摸屏，在每个时钟周期的第一时间段通过坐标识别模块与电容笔进行坐标识别，在每个时钟周期的第二时间段，发射极用于发射同步信息，以使电容笔根据同步信息与触摸屏进行同步，在每个时钟周期的第三时间段，发射极和接收极用于根据同步信息中的数据传输设置参数进行数据传输，当电容笔与触摸屏之间进行传输数据时，不受电容笔位置的限制，减小了丢失数据的概率，而且不会受到手掌的影响，受到干扰较小、精确度更高，提高了信号传输的正确率，从而提升了用户体验。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (21)

1.一种电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，其特征在于，包括以下步骤：

在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别；

在每个所述时钟周期的第二时间段，所述触摸屏的发射极发射同步信息，其中，所述同步信息包括数据传输设置参数；

所述电容笔根据所述同步信息与所述触摸屏进行同步，并获取所述同步信息中的所述数据传输设置参数；以及

在每个所述时钟周期的第三时间段，所述触摸屏和所述电容笔根据所述数据传输设置参数进行数据传输。

2.如权利要求1所述的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，其特征在于，所述在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别具体包括：

在每个时钟周期的第一时间段所述触摸屏的发射极发射第一激励信号；

所述电容笔接收所述第一激励信号并根据所述第一激励信号生成第二激励信号；以及

所述电容笔发射所述第二激励信号以使所述触摸屏的接收极接收所述第二激励信号并根据所述第二激励信号对所述电容笔进行坐标识别。

3.如权利要求2所述的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，其特征在于，所述电容笔根据所述第一激励信号生成所述第二激励信号，具体包括：

如果当前时钟周期为第一帧，则所述电容笔以与所述第一激励信号同步且同相的方式生成所述第二激励信号；以及

如果当前时钟周期为第二帧，则所述电容笔以与所述第一激励信号同步且反相的方式生成所述第二激励信号，其中，所述第一帧与所述第二帧交替发送。

4.如权利要求1所述的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，其特征在于，所述电容笔根据所述同步信息与所述触摸屏进行同步，具体包括：

所述电容笔根据所述同步信息生成相应的第三激励信号并发射，所述触摸屏接收所述第三激励信号。

5.如权利要求4所述的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，其特征在于，所述电容笔根据所述同步信息生成相应的第三激励信号并发射具体包括：

如果当前时钟周期为第一帧，则所述电容笔以与所述同步信息同步且同相的方式生成所述第三激励信号并发射；以及

如果当前时钟周期为第二帧，则所述电容笔以与所述同步信息同步且反相的方式生成所述第三激励信号并发射，其中，所述第一帧与所述第二帧交替发送。

6.如权利要求1所述的电容笔与触摸屏之间的数据传输方法，其特征在于，所述触摸屏和所述电容笔根据所述数据传输设置参数进行数据传输具体包括：

如果所述数据传输设置参数为所述触摸屏发送数据，则在所述第三时间段所述触摸屏发送数据，所述电容笔接收数据；以及

如果所述数据传输设置参数为所述电容笔发送数据，则在所述第三时间段所述电容笔发送数据，所述触摸屏接收数据。

7.一种数据传输系统，其特征在于，包括：触摸屏与电容笔，其中，

所述触摸屏，用于在每个时钟周期的第一时间段触摸屏与电容笔进行坐标识别，在每个所述时钟周期的第二时间段，所述触摸屏的发射极发射同步信息，其中，所述同步信息包括数据传输设置参数，在每个所述时钟周期的第三时间段，所述触摸屏根据所述数据传输设置参数进行数据传输；

所述电容笔，用于在每个所述时钟周期的第一时间段与所述触摸屏进行坐标识别，在每个所述时钟周期的第二时间段，所述电容笔根据所述同步信息与所述触摸屏进行同步，并获取所述同步信息中的所述数据传输设置参数，在每个所述时钟周期的第三时间段，所述电容笔根据所述数据传输设置参数进行数据传输。

8.如权利要求7所述的数据传输系统，其特征在于，

所述触摸屏，具体用于：在每个时钟周期的第一时间段所述触摸屏的发射极发射第一激励信号；

所述电容笔，具体用于：接收所述第一激励信号并根据所述第一激励信号生成第二激励信号，以及发射所述第二激励信号；

所述触摸屏，还用于：接收所述第二激励信号并根据所述第二激励信号对所述电容笔进行坐标识别。

9.如权利要求8所述的数据传输系统，其特征在于，所述电容笔，具体用于：

如果当前时钟周期为第一帧，则所述电容笔以与所述第一激励信号同步且同相的方式生成所述第二激励信号；以及

如果当前时钟周期为第二帧，则所述电容笔以与所述第一激励信号同步且反相的方式生成所述第二激励信号，其中，所述第一帧与所述第二帧交替发送。

10.如权利要求7所述的数据传输系统，其特征在于，

所述电容笔，具体用于：根据所述同步信息生成相应的第三激励信号并发射；

所述触摸屏，具体用于：接收所述第三激励信号。

11.如权利要求10所述的数据传输系统，其特征在于，所述电容笔，具体用于：

如果当前时钟周期为第一帧，则所述电容笔以与所述同步信息同步且同相的方式生成所述第三激励信号并发射；以及

如果当前时钟周期为第二帧，则所述电容笔以与所述同步信息同步且反相的方式生成所述第三激励信号并发射，其中，所述第一帧与所述第二帧交替发送。

12.如权利要求7所述的数据传输系统，其特征在于，

如果所述数据传输设置参数为所述触摸屏发送数据，则所述触摸屏用于在所述第三时间段发送数据，所述电容笔用于在所述第三时间段接收数据；

如果所述数据传输设置参数为所述电容笔发送数据，则所述电容笔用于在所述第三时间段发送数据，所述触摸屏用于在所述第三时间段接收数据。

13.一种电容笔，其特征在于，包括：

坐标识别模块，用于在每个时钟周期的第一时间段与触摸屏进行坐标识别；

同步模块，用于在每个所述时钟周期的第二时间段，根据所述触摸屏的发射极发射的同步信息与所述触摸屏进行同步，并获取所述同步信息中的数据传输设置参数；以及

数据传输模块，用于在每个所述时钟周期的第三时间段根据所述数据传输设置参数进行数据传输。

14.如权利要求13所述的电容笔，其特征在于，所述坐标识别模块，具体用于：

接收所述触摸屏的发射极发射的第一激励信号，并根据所述第一激励信号生成第二激励信号，以及发射所述第二激励信号，以使所述触摸屏根据所述第二激励信号对所述电容笔进行坐标识别。

15.如权利要求14所述的电容笔，其特征在于，

如果当前时钟周期为第一帧，则所述坐标识别模块以与所述第一激励信号同步且同相的方式生成所述第二激励信号；以及

如果当前时钟周期为第二帧，则所述坐标识别模块以与所述第一激励信号同步且反相的方式生成所述第二激励信号，其中，所述第一帧与所述第二帧交替发送。

16.如权利要求13所述的电容笔，其特征在于，所述同步模块，具体用于：

根据所述同步信息生成相应的第三激励信号并发射，以使所述触摸屏接收所述第三激励信号。

17.如权利要求16所述的电容笔，其特征在于，

如果当前时钟周期为第一帧，则所述同步模块以与所述同步信息同步且同相的方式生成所述第三激励信号并发射；以及

如果当前时钟周期为第二帧，则所述同步模块以与所述同步信息同步且反相的方式生成所述第三激励信号并发射，其中，所述第一帧与所述第二帧交替发送。

18.如权利要求13所述的电容笔，其特征在于，所述数据传输模块，具体用于：

如果所述数据传输设置参数为所述触摸屏发送数据，则所述数据传输模块在所述第三时间段接收数据；

如果所述数据传输设置参数为所述电容笔发送数据，则所述数据传输模块在所述第三时间段发送数据。

19.一种触摸屏，其特征在于，包括：

坐标识别模块，用于在每个时钟周期的第一时间段与电容笔进行坐标识别；

发射极，用于在每个所述时钟周期的第二时间段发射同步信息，以使所述电容笔根据所述同步信息与所述触摸屏进行同步，其中，所述同步信息包括数据传输设置参数，且所述发射极用于在每个所述时钟周期的第三时间段根据所述数据传输设置参数进行数据传输；

接收极，用于在每个所述时钟周期的第三时间段根据所述数据传输设置参数进行数据传输。

20.如权利要求19所述的触摸屏，其特征在于，

所述发射极，还用于在每个时钟周期的第一时间段发射第一激励信号，以使所述电容笔接收所述第一激励信号并根据所述第一激励信号生成第二激励信号；

所述接收极，还用于接收所述电容笔发射的所述第二激励信号；

所述坐标识别模块，具体用于根据所述第二激励信号对所述电容笔进行坐标识别。

21.如权利要求19所述的触摸屏，其特征在于，

如果所述数据传输设置参数为所述触摸屏发送数据，则所述发射极，具体用于在所述第三时间段发送数据；以及

如果所述数据传输设置参数为所述电容笔发送数据，则所述接收极，具体用于在所述第三时间段接收数据。