基于FDC2214的手势识别

1、本次题目来源于2018年全国电子设计大赛D题，要求实现对石头、剪刀、布以及数字12345的识别；同时在上述基础上实现对手势的学习。

2、硬件实现：

硬件主要采用STM32F103以及TI公司的FDC2214芯片，同时FDC2214芯片按照官方文档进行接线，其接线原理图如下：

其中CLKIN引脚为接地引脚；ADDR引脚需要外接上拉电阻；SD引脚需要外接下拉电阻；右侧为芯片外接测量数据输入端口。

同时SCL、SDA、VDD以及GND进行了接线处理，其具体接线如下：

实现对接线的VDD和GND之间的处理，实现和STM32f103之间的连接，实现对FDC2214芯片的供电和接地处理以及I2C通信的接口。

另外，对数据输入端子进行数据读入，加入LC稳定滤波，其接线原理如下：

3、软件实现，不多说，先贴上FDC2214配置代码：

#include "fdc2214.h"

#include "delay.h"

#include "led.h"

void FDC_IIC_Delay(void)

{

delay_us(2);

}

void FDC_GPIO_Init(void)

{

}

void FDC_IIC_Init(void)

{

GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);

GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;

GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);

GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5);

}

void FDC_IIC_Start(void)

{

FDC_SDA_OUT();

FDC_IIC_SDA=1;

FDC_IIC_SCL=1;

FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SDA=0;

FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SCL=0;

}

void FDC_IIC_Stop(void)

{

FDC_SDA_OUT();

FDC_IIC_SCL=0;

FDC_IIC_SDA=0;

FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SCL=1;

FDC_IIC_SDA=1;

FDC_IIC_Delay();

}

u8 FDC_IIC_Wait_Ack(void)

{

u8 ucErrTime=0;

FDC_SDA_IN();

FDC_IIC_SDA=1;FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SCL=1;FDC_IIC_Delay();

while(FDC_READ_SDA)

{

ucErrTime++;

if(ucErrTime>250)

{

FDC_IIC_Stop();

return 1;

}

}

FDC_IIC_SCL=0;

return 0;

}

void FDC_IIC_Ack(void)

{

FDC_IIC_SCL=0;

FDC_SDA_OUT();

FDC_IIC_SDA=0;

FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SCL=1;

FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SCL=0;

}

void FDC_IIC_NAck(void)

{

FDC_IIC_SCL=0;

FDC_SDA_OUT();

FDC_IIC_SDA=1;

FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SCL=1;

FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SCL=0;

}

void FDC_IIC_Send_Byte(u8 txd)

{

u8 t;

FDC_SDA_OUT();

FDC_IIC_SCL=0;

for(t=0;t<8;t++)

{

FDC_IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;

txd<<=1;

FDC_IIC_SCL=1;

FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SCL=0;

FDC_IIC_Delay();

}

}

u8 FDC_IIC_Read_Byte(unsigned char ack)

{

unsigned char i,receive=0;

FDC_SDA_IN();

for(i=0;i<8;i++ )

{

FDC_IIC_SCL=0;

FDC_IIC_Delay();

FDC_IIC_SCL=1;

receive<<=1;

if(FDC_READ_SDA)receive++;

FDC_IIC_Delay();

}

if (!ack)

FDC_IIC_NAck();//·¢ËÍnACK

else

FDC_IIC_Ack(); //·¢ËÍACK

return receive;

}

u8 Set_FDC2214(u8 reg,u8 MSB,u8 LSB)

{

FDC_IIC_Start();

FDC_IIC_Send_Byte((FDC2214_ADDR<<1)|0);

if(FDC_IIC_Wait_Ack())

{

FDC_IIC_Stop();

return 1;

}

FDC_IIC_Send_Byte(reg);

FDC_IIC_Wait_Ack();

FDC_IIC_Send_Byte(MSB);

if(FDC_IIC_Wait_Ack())

{

FDC_IIC_Stop();

return 1;

}

FDC_IIC_Send_Byte(LSB);

if(FDC_IIC_Wait_Ack())

{

FDC_IIC_Stop();

return 1;

}

FDC_IIC_Stop();

return 0;

}

u16 FDC_Read(u8 reg)

{

u16 res;

FDC_IIC_Start();

FDC_IIC_Send_Byte((FDC2214_ADDR<<1)|0);

FDC_IIC_Wait_Ack();

FDC_IIC_Send_Byte(reg);

FDC_IIC_Wait_Ack();

FDC_IIC_Start();

FDC_IIC_Send_Byte((FDC2214_ADDR<<1)|1);

FDC_IIC_Wait_Ack();

res=FDC_IIC_Read_Byte(1)<<8;

res|=FDC_IIC_Read_Byte(0);

FDC_IIC_Stop();

return res;

}

u32 FCD2214_ReadCH(u8 index)

{

u32 result;

switch(index)

{

case 0:

result = FDC_Read(DATA_CH0)&0x0FFF;

result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH0));

break;

case 1:

result = FDC_Read(DATA_CH1)&0x0FFF;

result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH1));

break;

case 2:

result = FDC_Read(DATA_CH2)&0x0FFF;

result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH2));

break;

case 3:

result = FDC_Read(DATA_CH3)&0x0FFF;

result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH3));

break;

default:break;

}

result =result&0x0FFFFFFF;

return result;

}

u8 FDC2214_Init(void)

{

u16 res;

FDC_GPIO_Init();

FDC_IIC_Init();

res=FDC_Read(MANUFACTURER_ID);

if(res==0x5449)

{

Set_FDC2214(RCOUNT_CH0,0x34,0xFB);                  Set_FDC2214(RCOUNT_CH1,0x34,0xFB);

Set_FDC2214(RCOUNT_CH2,0x34,0xFB);

Set_FDC2214(RCOUNT_CH3,0x34,0xFB);

Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH0,0x00,0x1B);                               Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH1,0x00,0x1B);

Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH2,0x00,0x1B);

Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH3,0x00,0x1B);

Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH0,0x10,0x01);        Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH1,0x10,0x01);        Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH2,0x10,0x01);        Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH3,0x10,0x01);

Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH0,0x78,0x00);                            Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH1,0x78,0x00);

Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH2,0x78,0x00);

Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH3,0x78,0x00);

Set_FDC2214(ERROR_CONFIG,0x00,0x00);

Set_FDC2214(MUX_CONFIG,0xC2,0x0D);

Set_FDC2214(CONFIG,0x14,0x01);

}

else return 1;

return 0;

}

float Cap_Calculate(u8 index)

{

u32 Data_FDC;

Data_FDC = FCD2214_ReadCH(index);

return (Data_FDC);

}

上述为本次设计中较为核心的FDC2214传感器芯片用到的配置代码，其中包括对I2C通信的代码引脚配置、时序配置、数据读入读出、读取FDC2214对应通道数值的程序编写。

4、其中，自学习功能，本人使用每三次采集数据均值周边的正负20作为数据参考基准，，实现对手势的学习，增强自学习性的可以自己编写相关算法程序。

if(page_fl==22&&posi==6)

{

if( (data>n1_data[0]-20)&&(data<n1_data[0]+20) )

{

POINT_COLOR=BLACK;

LCD_ShowNum(190,400,1,1,24);

}

if( (data>n2_data[0]-20)&&(data<n2_data[0]+20) )

{

POINT_COLOR=BLACK;

LCD_ShowNum(190,400,2,1,24);

}

if( (data>n3_data[0]-20)&&(data<n3_data[0]+20) )

{

POINT_COLOR=BLACK;

LCD_ShowNum(190,400,3,1,24);

}

if( (data>n4_data[0]-20)&&(data<n4_data[0]+20) )

{

POINT_COLOR=BLACK;

LCD_ShowNum(190,400,4,1,24);

}

if( (data>n5_data[0]-20)&&(data<n5_data[0]+20) )

{

POINT_COLOR=BLACK;

LCD_ShowNum(190,400,5,1,24);

}

}

5、综上，为本次D题，此外还做了2018年E题方案和程序，有兴趣后续可了解学习，诸多不足，诸位见谅

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