本文將使用STM32F207定時器12的捕獲通道1實作觸摸按鍵功能,將運用到輸入捕獲功能,具體請看之前的文章《STM32輸入捕獲功能》,代碼和電路設計參看正點原子的開發板,
01、觸摸按鍵原理
觸摸使用RC充放電原理:
RC電路是指由電阻R和電容C組成的電路,它是脈沖產生和整形電路中常用的電路,
充電程序:
電源通過電阻給電容充電,由于一開始電容兩端的電壓為0,所以電壓的電壓都在電阻上,這時電流大,充電速度快,隨著電容兩端電壓的上升,電阻兩端的電壓下降,電流也隨之減小,充電速度小,充電的速度與電阻和電容的大小有關,電阻R越大,充電越慢,電容C越大,充電越慢,衡量充電速度的常數t(tao)=RC,
放電程序:
電容C通過電阻R放電,由于電容剛開始放電時電壓為E,放電電流I=E/R,該電流很大,所以放電速度很快,隨著電容不斷的放電,電容的電壓也隨著下降,電流也很快減小,電容的放電速度與RC有關,R的阻值越大,放電速度越慢,電容越大,放電速度越慢,
RC電路充放電公式:
Vt = V0+(V1-V0)*[1-exp(-t/RC)]
V0 為電容上的初始電壓值;
V1 為電容最終可充到或放到的電壓值;
Vt 為t時刻電容上的電壓值,
如果V0為0,也就是從0V開始充電,那么公式簡化為:
Vt= V1* [1-exp(-t/RC)]
結論:同樣的條件下,電容值C跟時間值t成正比關系,電容越大,充電到達某個臨界值的時間越長,
02、電路設計
電路設計時其實就是個上拉電阻
PCB設計,直接一個圓形,和底層接地覆銅形成雜散電容,
電容觸摸按鍵原理
R:外接電容充放電電阻,
Cs:TPAD和PCB間的雜散電容,
Cx:手指按下時,手指和TPAD之間的電容,
開關:電容放電開關,由STM32IO口代替,
03、代碼設計
檢測電容觸摸按鍵程序
①TPAD引腳設定為推挽輸出,輸出0,實作電容放電到0,
②TPAD引腳設定為浮空輸入(IO復位后的狀態),電容開始充電,
③同時開啟TPAD引腳的輸入捕獲開始捕獲,
④等待充電完成(充電到底Vx,檢測到上升沿),
⑤計算充電時間,
觸摸按鍵初始化
uint8_t Touchpad_Init(void) { uint16_t buf[10]; uint16_t temp; uint8_t j,i; TIM_ICInitTypeDef TIM_ICInitStructure; /* TIM12Configuration */ TIM_Config(); TIM_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising; TIM_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; TIM_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; TIM_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x0; TIM_ICInit(TIM12, &TIM_ICInitStructure); /* Enablethe CC1 Interrupt Request */ TIM_ITConfig(TIM12,TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update, ENABLE); /* TIM enablecounter */ TIM_Cmd(TIM12, ENABLE); for(i=0;i<10;i++)//連續讀取10次 { buf[i]=Touchpad_Get_Val(); SysCtlDelay(10*(SystemCoreClock/3000)); } 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];//取中間的8個資料進行平均 } Touchpad_default_val=temp/6; if(Touchpad_default_val>0XFFFF/2) return1;//初始化遇到超過Touchpad_ARR_MAX_VAL/2的數值,不正常! return 0; }
按鍵復位代碼
void Touchpad_Reset() { GPIO_InitTypeDefGPIO_InitStructure; GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_14); SysCtlDelay(5*(SystemCoreClock/3000)); TIM_ClearITPendingBit(TIM12, TIM_IT_Update|TIM_IT_CC1); TIM_SetCounter(TIM12,0); /* Connect TIM pinsto AF9 */ GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource14,GPIO_AF_TIM12); /* TIM12 channel 1 pin (PB14)configuration */ GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF; GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); }
下載代碼測驗驗證:
硬體和軟體開源地址:
https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6
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