STM32觸摸按鍵

本文將使用STM32F207定時器12的捕獲通道1實現觸摸按鍵功能，將運用到輸入捕獲功能，具體請看以前的文章《STM32輸入捕獲功能》，代碼和電路設計參看正點原子的開發板。

0一、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，它是脈衝產生和整形電路中經常使用的電路。

充電過程：

電源經過電阻給電容充電，因爲一開始電容兩端的電壓爲0，因此電壓的電壓都在電阻上，這時電流大，充電速度快。隨着電容兩端電壓的上升，電阻兩端的電壓降低，電流也隨之減少，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。

 

放電過程：

電容C經過電阻R放電，因爲電容剛開始放電時電壓爲E,放電電流I=E/R，該電流很大，因此放電速度很快。隨着電容不斷的放電，電容的電壓也隨着降低。電流也很快減少。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 爲電容上的初始電壓值；

V1 爲電容最終可充到或放到的電壓值；

Vt 爲t時刻電容上的電壓值。

若是V0爲0，也就是從0V開始充電。那麼公式簡化爲：

Vt=  V1* [1-exp(-t/RC)]

結論：一樣的條件下，電容值C跟時間值t成正比關係，電容越大，充電到達某個臨界值的時間越長。

 

0二、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，和底層接地覆銅造成雜散電容。

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。

 

0三、代碼設計

檢測電容觸摸按鍵過程

①TPAD引腳設置爲推輓輸出，輸出0，實現電容放電到0。

②TPAD引腳設置爲浮空輸入（IO復位後的狀態）,電容開始充電。

③同時開啓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個數據進行平均
  }
  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);
}

下載代碼測試驗證：

 

硬件和軟件開源地址：

https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6

 

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