stm32电容触摸按键的实现
stm32电容触摸按键的实现
1、电容触摸按键原理
电容触摸按键在stm32f103zet6中硬件连接如下
触摸按键相对于传统的机械按键有寿命长、占用空间少、易于操作等诸多优点，传统的机械按键，正在逐步从手机上面消失。其原理如下：
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
当手指没有触摸tpad时，电容为cs，充电时间Tcs比较短，而手指触摸tpad时，电容为cs和cx的并联，充电时间变长，通过检测电容的充放电时间来判断是否接触了tpad。
具体的工作流程：
（1）TPAD引脚设置为推挽输出，输出0，实现电容放电
（2）TPAD引脚设置为浮空输入，开始充电，同时开启TPAD的输入捕获
（3）等待充电至Vth，检测上升沿
（4）计算充电时间并比较
代码实现如下：
void TPAD_Reset(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PA端口时钟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;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1); //PA.1输出0,放电delay_ms(5); TIM_SetCounter(TIM5,0); //归0GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //使能TIM5时钟RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //使能PA端口时钟GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; //PA1 端口配置GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz; //速度50MHzGPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING; //浮空输入GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //设置为浮空输入//初始化TIM5 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); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位//初始化通道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);//初始化I5 IC2TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); //使能定时器5
}//得到定时器捕获时间，如果超时,则直接返回定时器的计数值
u16 TPAD_Get_Val(void)
{ TPAD_Reset();while(TIM_GetFlagStatus(TIM5, TIM_IT_CC2) == RESET)//等待捕获上升沿{if(TIM_GetCounter(TIM5)>TPAD_ARR_MAX_VAL-500)return TIM_GetCounter(TIM5);//超时了,直接返回CNT的值}; return TIM_GetCapture2(TIM5);
} //捕获读取n次,取最大值
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;
} vu16 tpad_default_val=0;//空载的时候(没有手按下),计数器需要的时间
#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;u8 sample=3; //默认采样次数为3次 u16 rval;if(mode){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); if(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL))//大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,有效{ if(keyen==0)res=1; //keyen==0,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--; return res;
} #define TPAD_ARR_MAX_VAL 0XFFFF //最大的ARR值u8 TPAD_Init(u8 psc)
{u16 buf[10];u16 temp;u8 j,i;TIM5_CH2_Cap_Init(TPAD_ARR_MAX_VAL,psc-1);//以1Mhz的频率计数 for(i=0;i<10;i++)//连续读取10次{ buf[i]=TPAD_Get_Val();delay_ms(10); } for(i=0;i<9;i++)//排序{for(j=i+1;j<10;j++){if(buf[i]>buf[j])//升序排列{temp=buf[i];buf[i]=buf[j];buf[j]=temp;}}}temp=0;for(i=2;i<8;i++)temp+=buf[i];//取中间的6个数据进行平均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;//初始化遇到超过TPAD_ARR_MAX_VAL/2的数值,不正常!return 0;
}
主函数如下：
int main(void){ u8 t=0; delay_init(); //延时函数初始化 LED_Init(); //LED端口初始化，在其他帖子里面有关于LED_Init（）的定义TPAD_Init(6); //初始化触摸按键12M的计数频率while(1){ if(TPAD_Scan(0)) //成功捕获到了一次上升沿(此函数执行时间至少15ms){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);}}