stm32电容触摸按键实验

当电容器两端连接到电源时，电容器两端的电压变化为Vt = V0 （V1-V0）* [1-exp(-t/RC)]，电容越小，达到指定电压的时间越短，达到指定电压的时间越长。

触摸手指TPAD上次相当于给原电路并联一个电容，总电容增加，达到指定电压的时间会增加，所以可以用这个原理来判断是否有触摸按钮。

检测电容触摸按键的过程

硬件连接

程序设计理念

② TPAD_Get_Val()函数:获得捕获值(充电时间)

复位TPAD,等待捕获上升沿，捕获后，获得定时器值，计算充电时间。

③ TPAD_Get_MaxVal()函数:多次调用TPAD_Get_Val函数获得充电时间。获得最大值。

④ TPAD_Init()函数:初始化TPAD

系统启动后，初始化输入捕获。先调用10次TPAD_Get_Val()函数获得10次充电时间，然后获得中间N(N=8或6)次的平均值作为没有电容触摸按钮的充电时间缺失值tpad_default_val。

⑤ TPAD_Scan()函数:扫描TPAD

调用TPAD_Get_MaxVal函数获得多次充电中最大的充电时间tpad_default_val如果大于某个阈值，则认为有触摸动作。

⑥ void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc) 初始化输入捕获通道。

程序

tpad.h

#ifndef __TPAD_H #define __TPAD_H #include "sys.h" extern vu16 tpad_default_val;                 void TPAD_Reset(void); u16  TPAD_Get_Val(void); u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n); void TPad_init(u16 systick); u8   TPAD_Scan(u8 mode); void TIM2_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc);      #endif

tpad.c

#include "tpad.h" #include "delay.h"       #include "usart.h" #define TPAD_ARR_MAX_VAL  0XFFFFFFFF //最大的ARR值(TIM三十二位定时器)    vu16 tpad_default_val=0;    //空载时(无手按下)，计数器所需的时间  void TPad_init(u16 psc) {  u16 buf[10];  u16 temp;  u8 j,i;  TIM2_CH1_Cap_Init(TPAD_ARR_MAX_VAL,psc);  for(i=0;i<10;i  )//连续读10遍  {        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];///平均取中间8个数据  tpad_default_val=temp/6;   }  u16 TPAD_Get_Val() {  TPAD_Reset();  while(TIM_GetFlagStatus(TIM2, TIM_IT_CC1) == RESET)//等待捕获上升沿  {   if(TIM_GetCounter(TIM2)>TPAD_ARR_MAX_VAL-500)    return TIM_GetCounter(TIM2)；//超时，直接返回CNT的值  }   return TIM_GetCapture1(TIM2);   }  void TPAD_Reset() {  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;     GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //GPIOA5  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz; //速度100MHz  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_DOWN;  GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA5    GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_5)///输出0，放电    delay_ms(5);  TIM_ClearITPendingBit(TIM2, TIM_IT_CC1|TIM_IT_Update); //清除中断标志  TIM_SetCounter(TIM2,0);  //归0    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //GPIOA5  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;///复用功能  PIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//速度100MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//不带上下拉 
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA5
}

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;
}  

//mode:0,不支持连续触发(按下一次必须松开才能按下一次);1,支持连续触发(可以一直按下)										  
#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)&&rval<(10*tpad_default_val))//大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,且小于10倍tpad_default_val,则有效
	{							 
		if((keyen==0)&&(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL)))	//大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,有效
		{
			res=1;
		}	   
		//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;
}	 

void TIM2_CH1_Cap_Init(u32 arr,u16 psc)
{
	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 
    TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;
	TIM_ICInitTypeDef  TIM2_ICInitStructure;
	
	RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM2,ENABLE);  	  //TIM2时钟使能    
	RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOA, ENABLE); 	//使能PORTA时钟	
	
	GPIO_PinAFConfig(GPIOA,GPIO_PinSource5,GPIO_AF_TIM2); //GPIOA5复用位定时器2

 	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_5; //GPIOA5
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;//复用功能
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;	//速度100MHz
	GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP; //推挽复用输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;//不带上下拉 
	GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStructure); //初始化PA5

	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_tim
	TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up;  //TIM向上计数模式
	TIM_TimeBaseInit(TIM2, &TIM_TimeBaseStructure); //根据TIM_TimeBaseInitStruct中指定的参数初始化TIMx的时间基数单位
	
    TIM2_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_1; //CC1S=01 	选择输入端 IC1映射到TIM2上
    TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;	//上升沿捕获
    TIM2_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; 
    TIM2_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;	 //配置输入分频,不分频 
    TIM2_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x00;//IC2F=0000 配置输入滤波器 不滤波
    TIM_ICInit(TIM2, &TIM2_ICInitStructure);//初始化TIM2 IC1
															 
	TIM_Cmd(TIM2,ENABLE ); 	//使能定时器2
}

main.c

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "tpad.h"

int main(void)
{ 
	u8 t=0; 
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	delay_init(168);    
	LED_Init();				
	TPad_init(8);				//初始化触摸按键,以84/4=21Mhz频率计数
   	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;		
		}
		t++;
		if(t==15)		 
		{
			t=0;
			LED0=!LED0;		//提示程序正在运行
		}
		delay_ms(10);
	}
}

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