FDC2214——电容传感器芯片的使用与配置（STM32控制）
这里介绍Ti公司的一款低功耗高精度的电容传感器芯片FDC2214，这里我们主要讲的是其简单配置及其使用。
以下大多数的图片都来自于FDC2214的芯片手册，本人只是用来讲解，不做它用。（如有更多需要，自行前往Ti官网进行下载）
首先我们先来看一下芯片的主要特性：
从芯片手册上可知，其供电电压为2.7V到3.6V，谐振频率从10kHz to 10MHz,数据位数为28位，即精度为1/2^28,FDC2214有4个采集通道，其与MCU的通信方式为IIC。
这里我们用软件IIC来实现与FDC2214的通信。
其次我们来看一下芯片的引脚图：
通过芯片手册我们可知写时序为：
读时序为：
读完整个芯片手册我们发现，其从机的地址说的并不是很清楚，这里通过测试发现其从机地址（FDC2214为从机）如下
当ADDR为低时：0x2A，这里二进制表示为0010 1010，这里我们需要移除最高位，即为010 1010_，这里当最后一位为低时表示向FDC2214写入数据，为高时，是读出数据。
及ADDR = L：0x54为写，0x55为读；
同理当ADDR = H：0x56为写，0x57为读；
即通信的原理框图如下（以ADDR为低为例）：
（1） 写时序：
（2）读时序：
了解完时序之后，我们就可以开始进行寄存器的配置，这里芯片手册上已经给出该怎么配置，如下图：
这里不细说每个寄存器是干什么的，如有需要，可以参照芯片手册，这里，我们需要改一个寄存器的配置，就是地址为0x1A的寄存器,
该寄存器的值如下：
这里我们需要配置第9位，将其配置为0，使用内部晶振，那么0x1A寄存器的值改为 0x1401。
这里我们开始写程序，
这里IIC的程序，我们使用的是正点原子的库，其库函数如下：
//IIC
void IIC_Init(void)
{ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE ); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7); //PB6,PB7
}
//
void IIC_Start(void)
{SDA_OUT(); IIC_SDA=1; IIC_SCL=1;delay_us(4);IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low delay_us(4);IIC_SCL=0;
}
//
void IIC_Stop(void)
{SDA_OUT();IIC_SCL=0;IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to highdelay_us(4);IIC_SCL=1; IIC_SDA=1;delay_us(4);
}u8 IIC_Wait_Ack(void)
{u8 ucErrTime=0;SDA_IN(); IIC_SDA=1;delay_us(1); IIC_SCL=1;delay_us(1); while(READ_SDA){ucErrTime++;if(ucErrTime>250){IIC_Stop();return 1;}}IIC_SCL=0; return 0;
}
//Set up ACK
void IIC_Ack(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=0;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}
//Set up NACK(NO ACK)
void IIC_NAck(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=1;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}
//IIC Send Byte
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{ u8 t; SDA_OUT(); IIC_SCL=0;for(t=0;t<8;t++){ //IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;if((txd&0x80)>>7)IIC_SDA=1;elseIIC_SDA=0;txd<<=1; delay_us(2); IIC_SCL=1;delay_us(2); IIC_SCL=0; delay_us(2);}
}
//ack = 0 send Nack ack = 1 send ACK
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{unsigned char i,receive=0;SDA_IN();for(i=0;i<8;i++ ){IIC_SCL=0; delay_us(2);IIC_SCL=1;receive<<=1;if(READ_SDA)receive++; delay_us(1); } if (!ack)IIC_NAck();elseIIC_Ack(); return receive;
}
void IIC_Init(void)函数是初始化 SCL，SDA两个引脚；
void IIC_Start(void) 函数是产生START信号；
void IIC_Stop(void)函数是产生STOP信号；
u8 IIC_Wait_Ack(void)函数是接收从机发送的ACK；
void IIC_Ack(void)函数是主机读完数据后产生应答信号；
void IIC_NAck(void) 函数是主机读完数据后不产生应答信号；
void IIC_Send_Byte(u8 txd) 函数是发送一个字节的数据；
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)函数是接收一个字节的数据；
这里我们还需要配置与FDC2214通信的函数，向FDC2214寄存器写的函数为
//这里 FDC_Address_W =0x54
void FDC_write_reg(u8 addr,u16 value) //addr 为寄存器地址，value为需要写入的寄存器数据
{ IIC_Start(); //产生START信号IIC_Send_Byte(FDC_Address_W); //发送从机地址和写信号IIC_Wait_Ack(); //等待ACKIIC_Send_Byte(addr); //发送需要写入的寄存器地址IIC_Wait_Ack(); //等待ACKIIC_Send_Byte(value>>8); //发送高8位数据IIC_Wait_Ack(); //等待ACKIIC_Send_Byte(value&0xFF); //发送低8位数据IIC_Wait_Ack(); //等待ACKIIC_Stop(); //产生STOP信号delay_ms(1);
}
从FDC2214读16位数据的函数如下：
//FDC_Address_W =0x54
//FDC_Address_R =0x55
//Receive_Date[] 为接收数据的数组
//C_Data 为一个16位无符号的整型
u16 FDC_read_reg(u8 addr)
{IIC_Start(); //产生START信号IIC_Send_Byte(FDC_Address_W); //发送写命令IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(addr); //发送需要读的寄存器的地址IIC_Wait_Ack();IIC_Start();IIC_Send_Byte(FDC_Address_R); //发送读命令IIC_Wait_Ack();Receive_Date[0]=IIC_Read_Byte(1); //读高8位Receive_Date[1]=IIC_Read_Byte(0); //读低8位IIC_Stop(); //产生STOP信号C_Data=(Receive_Date[0]<<8)+ Receive_Date[1];return C_Data;
}从FDC2214读高8位数据的函数如下：
u8 FDC_read_reg_high(u8 addr)
{IIC_Start();IIC_Send_Byte(FDC_Address_W); IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(addr);IIC_Wait_Ack();IIC_Start();IIC_Send_Byte(FDC_Address_R); IIC_Wait_Ack();Receive_Date[0]=IIC_Read_Byte(1);Receive_Date[1]=IIC_Read_Byte(0);IIC_Stop(); return Receive_Date[0];
}从FDC2214读低8位数据的函数如下：
u8 FDC_read_reg_low(u8 addr)
{IIC_Start();IIC_Send_Byte(FDC_Address_W); IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(addr);IIC_Wait_Ack();IIC_Start();IIC_Send_Byte(FDC_Address_R); IIC_Wait_Ack();Receive_Date[0]=IIC_Read_Byte(1);Receive_Date[1]=IIC_Read_Byte(0);IIC_Stop(); return Receive_Date[1];
}FDC2214初始化的函数如下：
void FDC_Start(void)
{
FDC_write_reg(0x08,0x8329); //(CHx_RCOUNT*16)/55M ==9.76ms，,每10ms左右可以读一次值FDC_write_reg(0x09,0x8329);FDC_write_reg(0x0A,0x8329); FDC_write_reg(0x0B,0x8329);FDC_write_reg(0x10,0x000A); //设置4个通道最小稳定时间FDC_write_reg(0x11,0x000A);FDC_write_reg(0x12,0x000A);FDC_write_reg(0x13,0x000A);FDC_write_reg(0x14,0x1001); //时钟除以1，设置传感器频率在0.01M到8.5M之间FDC_write_reg(0x15,0x1001);FDC_write_reg(0x16,0x1001);FDC_write_reg(0x17,0x1001);FDC_write_reg(0x19,0x0000); //不设置中断标志位FDC_write_reg(0x1B,0xC20D);//使能0,1,2,3通道，且带宽设置为10MFDC_write_reg(0x1E,0x8000); //设置4个通道的驱动电流FDC_write_reg(0x1F,0x8000);FDC_write_reg(0x20,0x8000);FDC_write_reg(0x21,0x8000);FDC_write_reg(0x1A,0x1401); //使能FDC2214,且取内部时钟为参考时钟
}其头文件的配置如下：
#ifndef __FDC2214_H
#define __FDC2214_H
#include <sys.h>
//IO口方向#define SDA_IN() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}//IO操作函数
#define IIC_SCL PBout(6) //SCL
#define IIC_SDA PBout(7) //SDA
#define READ_SDA PBin(7) //SDA输入//IIC函数
void IIC_Init(void);
void IIC_Start(void);
void IIC_Stop(void);
void IIC_Send_Byte(u8 txd);
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);
u8 IIC_Wait_Ack(void);
void IIC_Ack(void);
void IIC_NAck(void); void FDC_write_reg(u8 addr,u16 value);
void FDC_Start(void);
u16 FDC_read_reg(u8 addr);
u8 FDC_read_reg_high(u8 addr);
u8 FDC_read_reg_low(u8 addr);#endif这里为了判断我们的程序和FDC2214是没有问题，先读取相应的ID，这里有两个ID可以供我们读取：
这里我们在主函数中需要读出相应的ID，来确定FDC2214和我们IIC的程序没有问题。
其主函数如下：
int main()
{u8 lcd_id[12];u16 C_date=0;u16 ID=0;u16 C_CH0_data=0;u16 C_CH0_data_low=0;u32 C_CHO_data_final=0;u16 C_CH1_data=0;u16 C_CH1_data_low=0;u32 C_CH1_data_final=0;u16 C_CH2_data=0;u16 C_CH2_data_low=0;u32 C_CH2_data_final=0;u16 C_CH3_data=0;u16 C_CH3_data_low=0;u32 C_CH3_data_final=0;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); delay_init(); //初始化延时函数LCD_Init(); //初始化LCD显示uart_init(115200); //初始化串口IIC_Init(); //初始化 IICPOINT_COLOR=BLUE;sprintf((char*)lcd_id,"LCD ID:%04X",lcddev.id);LCD_Clear(WHITE);POINT_COLOR=BLUE;LCD_ShowString(30,70,240,16,24,"C_Chan_0:");LCD_ShowString(30,100,240,16,24,"C_Chan_1:");LCD_ShowString(30,130,240,16,24,"C_Chan_2:");LCD_ShowString(30,160,240,16,24,"C_Chan_3:");LCD_ShowString(30,190,240,16,24,"DRDY:");delay_ms(10);FDC_Start(); //FDC初始化while(1){LCD_ShowString(30,40,240,16,24,"Successful!");delay_ms(500);C_date = FDC_read_reg(0x7E); //读取ID ID = FDC_read_reg(0x7F); //读取IDif(C_date!=0xFF00 && ID!=0xFF00) //显示ID{ LCD_ShowxNum(139,350,ID,5,24,0); LCD_ShowxNum(139,380,C_date,5,24,0);} delay_ms(100);}}FDC2214的数值是28位的，这里我们需要读两个寄存器的值（以CH0为例）分别是0x00,和0x0A：
从芯片手册可以知道（以CH0为例），0x01寄存器中为数据的低16位，0x00寄存器为数据的高12位，将两个数据合起来，即为相应的数据，其程序如下：
if(C_date==0x5449 && ID==0x3055) //当为相应ID时才读取寄存器的值{
//读通道0数值 C_CH0_data = FDC_read_reg(0x00)&0xFFF;C_CH0_data_low = FDC_read_reg(0x01);C_CHO_data_final =((C_CH0_data<<16)+C_CH0_data_low);
//读通道1数值 delay_ms(50);C_CH1_data = FDC_read_reg(0x02)&0xFFF;C_CH1_data_low = FDC_read_reg(0x03);C_CH1_data_final =((C_CH1_data<<16)+C_CH1_data_low);
//读通道2数值delay_ms(50);C_CH2_data=FDC_read_reg(0x04)&0xFFF;C_CH2_data_low = FDC_read_reg(0x05);C_CH2_data_final =((C_CH2_data<<16)+C_CH2_data_low);//读通道3数值 delay_ms(50);C_CH3_data=FDC_read_reg(0x06)&0xFFF;C_CH3_data_low = FDC_read_reg(0x07);C_CH3_data_final =((C_CH3_data<<16)+C_CH3_data_low);//显示相应通道读出来的值LCD_ShowxNum(139,70,C_CHO_data_final,9,24,0); LCD_ShowxNum(139,100,C_CH1_data_final,9,24,0);LCD_ShowxNum(139,130,C_CH2_data_final,9,24,0);LCD_ShowxNum(139,160,C_CH3_data_final,9,24,0);}读取完数值之后，其电容的计算公式以可在芯片手册找到，如下：
这里我们可以知道其电容的计算就是根据LC谐振频率的变化来计算。
这里，CHx_FIN_SEL和f_REFx可以从下图得知，DATAx即为我们读出的数值，这里就可以算出电容值。
这里我们如果发现ID读得不对，可以将SCL和SDA通过电阻（本人用的4.7K）上拉，这样就可以读取正确的ID值。
FDC2214——电容传感器芯片的使用与配置（STM32控制）相关推荐
- STM32芯片IO口的配置以及上拉下拉电阻介绍（一）
STM32芯片IO口的配置以及上拉下拉电阻介绍(一) IO口常见的配置方式 推挽输出 开漏输出 STM32芯片做硬件研发的朋友们都知道.但是还是有很多做硬件的新朋友"只知其然而不知其所然&q ...
- Linux/Windows配置stm32免费开发环境详细流程
系统:linux mint 18.3 xfce,windows10 stm32开发板:正点原子mini板(stm32f103rc) 烧写器:stlink v2 如果是JLINK的可以参考这篇 ...
- CUBEMX配置STM32实现FTP文件传输以及使用SNTP获取网络时间并写入RTC
CUBEMX配置STM32实现FTP文件传输以及使用SNTP获取网络时间并写入RTC 引言 FTP代码库的移植 Cubemx配置SNTP以及RTC RTC配置方法 SNTP配置方法 FATFS载入RT ...
- 配置STM32寄存器控制GPIO点亮LED
STM32点亮LED 寄存器方式 IO简介 1.每个IO可以自由编程,但是IO口寄存器必须按照32位字被访问. 2.每个IO端口都有7个寄存器来控制. CRL [0-7]端口配置寄存器 32位 CR ...
- stm32f103各个型号芯片之间程序移植（stm32的兼容问题）
stm32f103各个型号芯片之间程序移植(stm32的兼容问题) 1.stm32f103系列的各个型号的芯片差别一般不大,都是一些flash大小不一样,一般是向下兼容(大容量芯片兼容中容量芯片)还有 ...
- 【CubeMX配置STM32的ADC】
CubeMX配置STM32的ADC 包含阻塞式和非阻塞式以及多通道ADC 一.CubeMX配置STM32 1.单通道ADC 单通道的配置比较简单,需要注意的是需要中断的使能,因为在使用非阻塞式的函数时 ...
- 【CubeMX配置STM32驱动超声波模块（HC-SR04）】
CubeMX配置STM32以驱动超声波模块(HC-SR04) 一.CubeMX配置STM32 1.选择定时器 选择输入捕获模式 预分频设置为71,向上计数,自动重装值65535 然后将名字改为ECHO ...
- 【CubeMX配置stm32定时器中断】
CubeMX配置stm32定时器中断 一.使用CubeMX对STM32进行基础的配置 1.选择需要使用的定时器 选择TIM2和TIM3示例, 注意: TIM2和其它定时器选择时钟的方法不同,TIM3等 ...
- CubeMX配置STM32实现httpd服务器CGI功能并使用网页控制STM32单片机（四）
CubeMX配置STM32实现httpd服务器CGI功能并使用网页控制STM32单片机 引言 CubeMX配置HTTPD的CGI功能 实验过程 发现的问题 总结 引言 在前三篇文章中自己介绍了如何配置 ...
最新文章
- VC++设置Release模式下允许调试代码
- 一文读懂AI 与神经网络发展历程
- 分布式架构的演进过程
- Ocelot中文文档-缓存
- 解决Windows 程序界面闪烁问题的一些经验
- matlab 凹盘,刹车盘凹槽是怎么形成的
- 大数据互联网架构阶段 QuartZ定时任务+RabbitMQ消息队列
- [python作业AI毕业设计博客]大数据Hadoop工具python教程１-HDFS Hadoop分布式文件系统...
- vue内容横向循环滚动_Vue替代marquee标签超出宽度文字横向滚动效果
- 用VisualBrush定制复杂的按钮样式
- 图标字体制作，mock数据
- 有这就够了小香港五味俱全——专升本高数
- VS2008 ---- VS2013各个版本下载地址
- C4D模型工具—提取样条
- 基于搜狗新闻语料库的词向量模型训练（Windows下）
- 屏幕录像专家限制录像时长_屏幕录像档案已更新！
- 开题报告、论文摘要、摘要翻译、论文结论怎么写？
- 免费PDF翻译，不限页数，不限字数，保留排版
- 【已解决】macbook软件卸载了图标还在launchpad上怎么办？一分钟搞定！
- 什么是React为什么使用React什么时候使用React