当前位置：首页>編程日記>正文

STM32——电容触摸按键实验

編程日記08-29

STM32——电容触摸按键实验

一、电容触摸按键原理

RC电路充放电原理：

R为电阻，CX为电容，按下按钮电容CX开始充电，直至与V1相同。

RC电路充放电公式：Vt=V0+(V1-V0)*[1-exp(-t/RC)]

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；

当V0=0，公式简化为：Vt=V1*[1-exp(-t/RC)]

即同样的条件下，电容值C跟时间t成正比关系，电容越大，充电到达某个临界值的时间越长。（零状态响应）

电容触摸按键原理图：

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之间形成电容。开关：电容放电开关，由STM32IO口代替；

原理分析：无手指触摸时，电路中只有一个电容Cs，且充放电时间大小固定。当手指触摸到LOGO时，手指与地会形成一个电容Cx，Cx与Cs并联，总电容值增大。根据零状态响应原理（不同电容到达相同电压时，电容越大所需时间越长），与之前未触摸相比，电容到达相同电压时间增长，系统因此检测到触摸。

检测电容触摸按键过程：

1、TPAD引脚设置为推挽输出，输出0，实现电容放电到0。

2、TPAD引脚设置为浮空输入（IO复位后的状态），电容开始放电。

3、同时开启TPAD引脚的输入捕获开始捕获。

4、等待充电完成（充电到底Vx，检测到上升沿）。

5、计算充电时间。

注：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。

二、程序设计思路

重要函数：

1、void TPAD_Reset(void)函数：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。

2、TPAD_Get_Val()函数：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、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。

4、TPAD_Init()函数：初始化TPAD

在系统启动之后，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。

5、TPAD_Scan()函数：扫描TPAD

调用TPAD_Get_MaxVal()函数获取多次充电中最大的充电时间，与tpad_default_val比较，如果大于某个值，则认为有触摸动作。

6、void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)函数：输入捕获通道初始化

可以使用任何一个定时器，M3用定时器5，M4用定时器2。


#define TPAD_ARR_MAX_VAL 0XFFFFFFFF
vu16 tpad_default_val=0;
u8 TPAD_Init(u8 psc)
{u16 buf[10];u16 temp;u8 i,j;TIM2_CH1_Cap_Init(TPAD_ARR_MAX_VAL,psc-1);for(i=0;i<10;i++){buf[i]=TPAD_Get_Val();delay_ms(10);}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;}}}temp=0;for(i=2;i<8;i++)  temp+=buf[i];tpad_default_val=temp/6;printf("tpad_default_val:%d\r\n",tpad_default_val);if(tpad_default_val>TPAD_ARR_MAX_VAL/2) return 1;return 0;
}
void TPAD_Reset(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitABC;GPIO_InitABC.GPIO_Mode=GPIO_Mode_OUT;GPIO_InitABC.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;GPIO_InitABC.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitABC.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_DOWN;GPIO_InitABC.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitABC);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5);delay_ms(5);TIM_ClearITPendingBit(TIM2,TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update);TIM_SetCounter(TIM2,0);GPIO_InitABC.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;GPIO_InitABC.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;GPIO_InitABC.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitABC.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_InitABC.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitABC);
}u16 TPAD_Get_Val(void)
{TPAD_Reset();while(TIM_GetFlagStatus(TIM2,TIM_IT_CC1)==RESET){if(TIM_GetCounter(TIM2)>TPAD_ARR_MAX_VAL-500)return TIM_GetCounter(TIM2);}return TIM_GetCapture1(TIM2);	 
}u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n)
{u16 temp=0;u16 res=0;while(n--){if(temp>res) res=temp;}return res;
}
#define TPAD_GATE_VAL 100
u8 TPAD_Scan(u8 mode)
{static u8 keyen=0;	 u8 res=0;u8 sample=3;u16 rval;if(mode){sample=6;keyen=0;}rval=TPAD_Get_MaxVal(sample); if(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL)&&rval<(10*tpad_default_val)){							 if((keyen==0)&&(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL))){res=1;}	   	   keyen=3;} if(keyen)keyen--;		   							   		     	    					   return res;
}void TIM2_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitABC;TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseInitABC;TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitABC;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA,ENABLE);RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_TIM2);GPIO_InitABC.GPIO_Mode=GPIO_Mode_AF;GPIO_InitABC.GPIO_OType=GPIO_OType_PP;GPIO_InitABC.GPIO_Pin=GPIO_Pin_5;GPIO_InitABC.GPIO_PuPd=GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_InitABC.GPIO_Speed=GPIO_Speed_100MHz;GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitABC);TIM_TimeBaseInitABC.TIM_ClockDivision=TIM_CKD_DIV1;TIM_TimeBaseInitABC.TIM_CounterMode=TIM_CounterMode_Up;TIM_TimeBaseInitABC.TIM_Period=arr;TIM_TimeBaseInitABC.TIM_Prescaler=psc;TIM_TimeBaseInit(TIM2,&TIM_TimeBaseInitABC);TIM_ICInitABC.TIM_Channel=TIM_Channel_1;TIM_ICInitABC.TIM_ICFilter=0X00;TIM_ICInitABC.TIM_ICPolarity=TIM_ICPolarity_Rising;TIM_ICInitABC.TIM_ICPrescaler=TIM_ICPSC_DIV1;TIM_ICInitABC.TIM_ICSelection=TIM_ICSelection_DirectTI;TIM_ICInit(TIM2,&TIM_ICInitABC);TIM_Cmd(TIM2,ENABLE);
}
int main(void)
{u8 t=0;NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);delay_ms(168);uart_init(115200);LED_Init();TPAD_Init(8);while(1){if(TPAD_Scan(0)){LED1=!LED1;}t++;if(t==15){t=0;LED0=!LED0;}delay_ms(10);}
}

STM32电容触摸实验

查看全文

https://www.fengoutiyan.com/post/15305.html