STM32学习心得十九:电容触摸按键实验及相关代码解读
记录一下,方便以后翻阅~
主要内容
1) 电容触摸按键原理;
2)部分实验代码解读。
实验内容
手触摸按键后,LED1灯翻转。
硬件原理图
上图,TPAD与STM_ADC用跳线帽相连,即TPAD与PA1引脚相连,而PA1引脚也可复用为TIM5_CH2(定时器5的通道2),因此可以用TIM5_CH2进行输入捕获来识别电容触摸。
1. 电容触摸按键原理
1.1 RC充放电电路原理
1.2 RC电路充放电公式
Vt = V0+(V1-V0)* [1-e(-t/RC)] 上式中:V0 为电容上的初始电压值; V1 为电容最终可充到或放到的电压值; Vt 为t时刻电容上的电压值。 如果V0为0,也就是从0V开始充电。那么公式简化为: Vt= V1* [1-e(-t/RC)] 结论:同样的条件下,电容值C跟时间值t成正比关系,电容越大,充电到达某个临界值的时间越长。
1.3 电容充电时间与电容大小关系
2. 电容触摸按键
2.1 电容触摸按键原理
R:外接电容充放电电阻;
Cs:TPAD和PCB间的杂散电容;
Cx:手指按下时,手指和TPAD之间的电容;
开关:电容放电开关,由STM32 IO口代替。
2.2 检测电容触摸按键过程
2.2.1 TPAD引脚设置为推挽输出,输出0,实现电容放电到0;
2.2.2 TPAD引脚设置为浮空输入(IO复位后的状态),电容开始充电;
2.2.3 同时开启TPAD引脚的输入捕获开始捕获;
2.2.4 等待充电完成(充电到底Vx,检测到上升沿);
2.2.5 计算充电时间。
没有按下的时候,充电时间为T1(default)。按下TPAD,电容变大,所以充电时间为T2。我们可以通过检测充放电时间,来判断是否按下。如果T2-T1大于某个值,就可以判断有按键按下。
3. 相关库函数
3.1 void TPAD_Reset(void)函数,
作用:复位TPAD
设置IO口为推挽输出输出0,电容放电。等待放电完成之后,设置为浮空输入,从而开始充电。同时把计数器的CNT设置为0。
3.2 TPAD_Get_Val()函数,
作用:获取一次捕获值(得到充电时间)
复位TPAD,等待捕获上升沿,捕获之后,得到定时器的值,计算充电时间。
3.3 TPAD_Get_MaxVal()函数,
多次调用TPAD_Get_Val函数获取充电时间,获取最大的值。
3.4 TPAD_Init()函数,
作用:初始化TPAD
在系统启动后,初始化输入捕获。先10次调用TPAD_Get_Val()函数获取10次充电时间,然后获取中间N(N=8或者6)次的平均值,作为在没有电容触摸按键按下的时候的充电时间缺省值tpad_default_val。
3.5 TPAD_Scan()函数,
作用:扫描TPAD
调用TPAD_Get_MaxVal函数获取多次充电中最大的充电时间,跟tpad_default_val比较,如果大于某个阈值tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,则认为有触摸动作。
3.6 void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)函数,
作用:输入捕获通道初始化
可以使用任何一个定时器。M3使用定时器5,M4使用的定时器2。
4. 程序思路
5. 实验部分代码解读
5.1 tpad.h头文件
#ifndef __TPAD_H
#define __TPAD_H
#include "sys.h"
//引用在别的文件中申明的变量tpad_default_cal//
extern vu16 tpad_default_val;
//*****函数一*****//
//申明void TPAD_Reset(void)函数,无返回值,无入口参数//
void TPAD_Reset(void);
//*****函数二*****//
//申明u16 TPAD_Get_Val(void)函数,返回u16数据格式的值,无入口参数//
u16 TPAD_Get_Val(void);
//*****函数三*****//
//申明u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n))函数,返回u16数据格式的值,入口参数为8位的变量n//
u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n);
//*****函数四->初始化触摸按键*****//
//申明u8 TPAD_Init(u8 psc)函数,返回u8数据格式的值,入口参数为8位的变量psc//
u8 TPAD_Init(u8 psc);
//*****函数五*****//
//申明u8 TPAD_Scan(u8 mode)函数,返回u8数据格式的值,入口参数为8位的变量mode//
u8 TPAD_Scan(u8 mode);
//*****函数六*****//
//申明void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)函数,无返回值,入口参数为16位的两个变量arr和psc//
void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc);
#endif
5.2 tpad.c文件
#include "tpad.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
//定义TPAD_ARR_MAX_VAL为一常量,即0xFFFF//
#define TPAD_ARR_MAX_VAL 0XFFFF
//定义变量tpad_default_val=0,即空载时候(手没按下),计数器需要的时间//
vu16 tpad_default_val=0;
//*****函数一—>TPAD复位-void TPAD_Reset(void)*****//
void TPAD_Reset(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义GPIO初始化结构体//RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PA端口时钟// //设置GPIOA.1为推挽输出//GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; //PA1 端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //50MHz//GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1); //PA.1输出0,放电////等待5ms//delay_ms(5);TIM_SetCounter(TIM5,0); //将TIM5_CNT计数器寄存器的值设0//TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除定时器5的捕获2标志和更新标志////设置GPIOA.1为浮空输入//GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入//GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //再次初始化GPIOA0后,开始充电//
}
//*****函数二->获得TPAD捕获值-u16 TPAD_Get_Val(void)*****//
//返回值:如果超时,则直接返回定时器5的计数值;如果没超时,则返回定时器5的CCR2寄存器的值//
u16 TPAD_Get_Val(void)
{ TPAD_Reset();//针对TIM5_SR状态寄存器,输入模式下,当第[2]位值CC2IF为1时,即通道2捕获到上升沿,则运行下述括号内代码,否则跳过//while(TIM_GetFlagStatus(TIM5, TIM_IT_CC2) == RESET) {//针对TIM5_CNT计数器寄存器,若TIM5_CNT的值大于TPAD_ARR_MAX_VAL-500,返回TIM5_CNT的值,表示超时了//if(TIM_GetCounter(TIM5)>TPAD_ARR_MAX_VAL-500)return TIM_GetCounter(TIM5);}; //若没超时,返回TIM5_CCR2的值//return TIM_GetCapture2(TIM5);
}
//*****函数三->读取n次,取最大值-u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n)*****//
//返回值:n次读数里面读到的最大读数值res//
u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n)
{u16 temp=0;u16 res=0;while(n--){temp=TPAD_Get_Val();//得到一次值if(temp>res)res=temp;};return res;
}
//*****函数四->初始化触摸按键-u8 TPAD_Init(u8 psc)*****//
//作用:获得空载时触摸按键的取值//
//返回值:0,初始化成功;1,初始化失败//
u8 TPAD_Init(u8 psc)
{u16 buf[10]; //一个16位,组数长度为10的变量组//u16 temp; //一个16位变量temp//u8 j,i; //两个8位变量j和i//TIM5_CH2_Cap_Init(TPAD_ARR_MAX_VAL,psc-1); //以1Mhz的频率计数 //10次for循环//for(i=0;i<10;i++){ buf[i]=TPAD_Get_Val(); //将第i次循环获取的TPAD_Get_Val()返回值传至buf[i]中//delay_ms(10); //10ms延迟// } //*****将buf里的10个数值由小到大排列*****//for(i=0;i<9;i++){for(j=i+1;j<10;j++){if(buf[i]>buf[j]){temp=buf[i];buf[i]=buf[j];buf[j]=temp;}}}//*************************************////******buf[2:7]六个数据加起来平均******//temp=0;for(i=2;i<8;i++)temp+=buf[i];tpad_default_val=temp/6; //赋值给tpad_default_val//printf("tpad_default_val:%d\r\n",tpad_default_val);//若上述计算的均值大于TPAD_ARR_MAX_VAL的一半,则不正常// if(tpad_default_val>TPAD_ARR_MAX_VAL/2)return 1;return 0;
}
//*****函数五->扫描触摸按键-u8 TPAD_Scan(u8 mode)*****//
//mode:0,不支持连续触发(按下一次必须松开才能按下一次);1,支持连续触发(可以一直按下)//
//返回值:0,没有按下;1,有按下; //
#define TPAD_GATE_VAL 100 //触摸的门限值,也就是必须大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,才认为是有效触摸.//
u8 TPAD_Scan(u8 mode)
{static u8 keyen=0; //0,可以开始检测;>0,还不能开始检测// u8 res=0; //res=0说明按键无效,res=1说明按键有效//u8 sample=3; //默认采样次数为3次 u16 rval; //if(mode) //mode:0,不支持连续触发//{sample=6; //支持连按的时候,设置采样次数为6次keyen=0; //支持连按 } rval=TPAD_Get_MaxVal(sample); //连续采样三次,取最大值//if(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL)) //如果rval大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,则有效触摸//{ if(keyen==0) //0,可以开始检测;>0,还不能开始检测// res=1; //当keyen==0,res至1,触摸有效// printf("r:%d\r\n",rval); keyen=3; //至少要再过3次之后才能按键有效// } if(keyen)keyen--; //keyen不等于0时,keyen减1// return res; //res=0说明按键无效,res=1说明按键有效//
}
//*****函数六->定时器2通道2输入捕获配置-void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)*****//
void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{//定义GPIO,TIM时基和TIM输入捕获三个初始化结构//GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;//使能TIM5时钟,使能GPIOA的端口时钟//RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //设置GPIOA.1为浮空输入,GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化TIM5时基// TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //设定计数器自动重装值 TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //预分频器 TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //设置时钟分割:TDTS = Tck_timTIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //TIM向上计数模式TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure); //初始化TIM5的捕获通道2//TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2; //CC1S=01 选择输入端 IC2映射到TI5上TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; //上升沿捕获TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //配置输入分频,不分频 TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x03; //IC2F=0011 配置输入滤波器 8个定时器时钟周期滤波TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);//使能定时器5//TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );
}
5.3 main.c文件
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "tpad.h"int main(void){ u8 t=0; delay_init(); //延时函数初始化 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级,2位响应优先级uart_init(115200); //串口初始化为115200LED_Init(); //LED端口初始化TPAD_Init(6); //初始化触摸按键while(1){ //TPAD_Scan(1)支持连续触发,TPAD_Scan(0)不支持连续触发//if(TPAD_Scan(1)) //如果成功捕获到了一次上升沿,if返回1{LED1=!LED1; //LED1取反//}t++;if(t==15) {t=0;LED0=!LED0; //LED0取反,提示程序正在运行}delay_ms(10);}}
旧知识点
1)复习如何新建工程模板,可参考STM32学习心得二:新建工程模板;
2)复习基于库函数的初始化函数的一般格式,可参考STM32学习心得三:GPIO实验-基于库函数;
3)复习寄存器地址,可参考STM32学习心得四:GPIO实验-基于寄存器;
4)复习位操作,可参考STM32学习心得五:GPIO实验-基于位操作;
5)复习寄存器地址名称映射,可参考STM32学习心得六:相关C语言学习及寄存器地址名称映射解读;
6)复习时钟系统框图,可参考STM32学习心得七:STM32时钟系统框图解读及相关函数;
7)复习延迟函数,可参考STM32学习心得九:Systick滴答定时器和延时函数解读;
8)复习ST-LINK仿真器的参数配置,可参考STM32学习心得十:在Keil MDK软件中配置ST-LINK仿真器;
9)复习ST-LINK调试方法,可参考STM32学习心得十一:ST-LINK调试原理+软硬件仿真调试方法;
10)复习如何对GPIO进行复用及重映射,可参考STM32学习心得十二:端口复用和重映射;
11)复习中断相关知识,可参考STM32学习心得十三:NVIC中断优先级管理;
12)复习串口通信相关知识,可参考STM32学习心得十四:串口通信相关知识及配置方法;
13)复习外部中断一般配置,可参考STM32学习心得十五:外部中断实验;
14)复习通用定时器基本原理及实现方式,可参考STM32学习心得十八:通用定时器基本原理及相关实验代码解读。
STM32学习心得十九:电容触摸按键实验及相关代码解读相关推荐
- STM32学习心得十八:通用定时器基本原理及相关实验代码解读
记录一下,方便以后翻阅~ 主要内容: 1) 三种定时器分类及区别: 2) 通用定时器特点: 3) 通用定时器工作过程: 4) 实验一:定时器中断实验补充知识及部代码解读: 6) 实验二:定时器PWM输 ...
- 【STM32】(10) 电容触摸按键实验(含代码)、电容触摸按键过程和相关函数介绍
一.电容触摸按键简介 我们只要能够区分Tcs和Tcs+Tcx,就已经可以实现触摸检测了,当充电时间在Tcs附近,就可以认为没有触摸,而当充电时间大于Tcs+Tx时,就认为有触摸按下(Tx为检测阀值). ...
- STM32学习心得二十六:DAC数模转换实验
记录一下,方便以后翻阅~ 主要内容: 1) DAC数模转换原理: 2) 寄存器和库函数介绍: 3) 相关实验代码解读. 实验功能:系统启动后,按WK_UP键,输出电压加200点,对应电压值200*3. ...
- STM32学习心得二十四:内部温度传感器原理及实验
记录一下,方便以后翻阅~ 主要内容: 1) STM32内部温度传感器概述: 2) 相关实验代码解读. 实验功能:系统启动后,实时将内部温度传感器的值传至串口助手上. 官方资料:<STM32中文参 ...
- STM32学习心得二十一:实时时钟RTC和备份寄存器BKP特征、原理及相关实验代码解读
记录一下,方便以后翻阅~ 主要内容 1) RTC特征与原理: 2) BKP备份寄存器特征与原理: 3) RTC常用寄存器+库函数介绍: 4) 相关实验代码解读. 实验内容: 因为没有买LCD屏,所以计 ...
- STM32学习心得十七:窗口看门狗(WWDG)实验及旧知识点复习
记录一下,方便以后翻阅~ 主要内容: 1) 窗口看门狗概述: 2) 常用寄存器和库函数配置: 3) 窗口看门狗实验. 窗口看门狗实验内容: 为了对之前的知识进行总结复习,本人在教学案例的基础上又&qu ...
- 判断按键值_「正点原子NANO STM32开发板资料连载」第十六章电容触摸按键实验...
1)实验平台:ALIENTEK NANO STM32F411 V1开发板2)摘自<正点原子STM32F4 开发指南(HAL 库版>关注官方微信号公众号,获取更多资料:正点原子 第十六章电容 ...
- STM32精英版(正点原子STM32F103ZET6开发板)学习篇12——电容触摸按键实验
电容触摸按键原理 RC充放电电路原理: RC充放电原理,其实就是电(R)和电容(C)组成的串联电路. 按键开关未按下时,电路两端电压都是0V,无法形成电势差,也就无法形成电流.但当按键开关按下 ...
- STM32学习心得三十四:外部SRAM原理及实验代码解读
记录一下,方便以后翻阅~ 主要内容: 1) IS62WV51216简介: 2) FSMC简介及相关寄存器介绍: 3) 相关实验代码解读. 参考手册: <STM32中文参考手册_V10>-第 ...
最新文章
- 干货 | MTCNN实时人脸检测网络详解与代码演示
- mysql hive索引_Hive数据仓库--HiveQL视图和索引
- python pillow环境_Python环境Pillow( PIL )图像处理工具使用解析
- django框架中的模型
- linux硬盘转windows7,记——第一次上手UEFI电脑,将mbr硬盘的Windows7和Linux转为gpt+uefi启动...
- android sdk build-tools_从零开始仿写一个抖音App——视频编辑SDK开发(一)
- 加速你的Hibernate引擎(下)
- 利用Python+Turtle绘制简易爱心表白小程序
- SDOI2010 代码拍卖会
- php日历表代码,PHP输出日历表代码实例
- 网络工程师--网络规划和设计案例分析(5)
- 2021版Java同步器教程03:如何使用同步器 CyclicBarrier?
- A Beautiful Song : Burning
- 网站安全检测及安全工具
- Xaml技术:浅析为什么说一个标签就是new一个对象?
- LinkTrack UWB定位系统NLink协议解析方法
- ESPIDF开发ESP32学习笔记【SPI与片外FLASH基础】
- 使用mpx开发外卖小程序完整教程(附源码)
- 艾美捷双链RNA定量试剂盒试验方案
- MFC 生成中英文版软件对应的工程属性设置