STM32学习笔记（十五）电容触摸按键实验

STM32F103ZET6之电容触摸按键实验

---

---

前言

对于STM32的学习可分为3个版本。
1.寄存器版本
2.库函数版本
3.HAL库版本
由于个人原因，选择库函数版本来进行STM32的学习。

---

提示：软件安装等问题，不进行讲解！！！

一、电容式触摸按键基本原理

1.简介

任何两个导电的物体之间都存在着感应电容，一个按键即一个焊盘与大地也可构成一个感应电容，在周围环境不变的情况下，该感应电容值是固定不变的微小值。当有人体手指靠近触摸按键时，人体手指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容，会使总感应电容值增加。电容式触摸按键IC在检测到某个按键的感应电容值发生改变后，将输出某个按键被按下的确定信号。电容式触摸按键因为没有机械构造，所有的检测都是电量的微小变化，所以对各种干扰会更加敏感，因此触摸按键设计、触摸面板的设计以及触摸IC的选择都十分关键。

2.工作过程

二、硬件连接

三、操作步骤

1.用到的函数

2.操作步骤

四、程序源码

1.tpad.h

代码如下：

#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);
u8   TPAD_Init(u8 psc);
u8   TPAD_Scan(u8 mode);
void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc);   

#endif

2.tpad.c

代码如下：

#include "tpad.h"
#include "delay.h"		    
#include "usart.h"

#define TPAD_ARR_MAX_VAL 	0XFFFF	//最大的ARR值
vu16 tpad_default_val=0;//空载的时候(没有手按下),计数器需要的时间


//初始化触摸按键
//获得空载的时候触摸按键的取值.
//返回值:0,初始化成功;1,初始化失败
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;		     	    					   
}
//复位一次
void TPAD_Reset(void)
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 
	RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);	 //使能PA端口时钟
	
	//设置GPIOA.1为推挽输出
 	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0
	TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); //清除中断标志
	//设置GPIOA.1为浮空输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;	 //浮空输入
	GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    
}
//得到定时器捕获值
//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);	  
} 	 
//读取n次,取最大值
//n：连续获取的次数
//返回值：n次读数里面读到的最大读数值
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;
}  
//扫描触摸按键
//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)
//返回值:0,没有按下;1,有按下;										  
#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))//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;
}	
//定时器2通道2输入捕获配置
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
	//设置GPIOA.1为浮空输入
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;				 //PA1 端口配置
 	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;	//速度50MHz
  GPIO_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_tim
	TIM_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 IC2

    TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); 	//使能定时器5
}

3.main.c

代码如下：

#include "stm32f10x.h"
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "beep.h"
#include "key.h"
#include "timer.h"
#include "usart.h"
#include "tpad.h"

extern u8 TIM5CH1_CAPTURE_STA;//输入捕获状态
extern u16 TIM5CH1_CAPTURE_VAL;

int main(void)
{
	u8 t=0;
	NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
	uart_init(115200);
	delay_init();
    LED_Init();
	Beep_Init();
	KEY_Init();
	TPAD_Init(6);
	while(1)
	{
     if(TPAD_Scan(0))
		 {
			 LED2=!LED2;
		 }
		 t++;
		 if(t==15)
		 {
			 t=0;
			 LED1=!LED1;
		 }
		 delay_ms(10);
	 }
}

五、实验结果

按下电容式触摸按键，来控制LED2的亮灭。

---

总结

1.看完视频，一定自己写一遍程序。
2.烧写程序前，对程序进行分析，推理实验现象。
3.若实验现象与推理不一致，一定要认真分析程序。