1、电容触摸按键原理
电容触摸按键原理如下图：
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。
当手指按下时，相当于并联了一个电容，故C=C1+C2，电容值变大，则T变长，若将没有触摸电容触摸按键前的充电时间记为T1，手指触摸后的时间记为T2，则可以认为T2-T1大于某个值，就可以判断有按键按下了。
2、检测电容触摸按键过程
①TPAD引脚设置为推挽输出，输出0，实现电容放电到0。
②TPAD引脚设置为浮空输入（IO复位后的状态）,电容开始充电。
③同时开启TPAD引脚的输入捕获开始捕获。
④等待充电完成（充电到底Vx,检测到上升沿）。
⑤计算充电时间。
3、电容触摸按键硬件连接
从上图中看出电容与stm32引脚PA1连接，从下图中可以看出PA1可以使用TIM5的通道2，也可以使用TIM2的通道2。
4、示例代码
本示例代码实现的功能是 通过触摸 电容触摸按键完成LED1灯的亮灭。
程序思路图如下：
程序代码如下：
#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
=TPAD_Get_Val();
delay_ms(10);
}
for(i=0;i<9;i++)//排序
{
for(j=i+1;j<10;j++)
{
if(buf>buf[j])//升序排列
{
temp=buf;
buf=buf[j];
buf[j]=temp;
}
}
}
temp=0;
for(i=2;i<8;i++)temp+=buf;//取中间的6个数据进行平均
tpad_default_val=temp/6;
printf("tpad_default_val:%drn",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为推挽使出
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:%drn",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
}
int main(void)
{
u8 t=0;
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
LED_Init(); //LED端口初始化
TPAD_Init(6); //初始化触摸按键
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);
}
}
1、电容触摸按键原理
电容触摸按键原理如下图：
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。
当手指按下时，相当于并联了一个电容，故C=C1+C2，电容值变大，则T变长，若将没有触摸电容触摸按键前的充电时间记为T1，手指触摸后的时间记为T2，则可以认为T2-T1大于某个值，就可以判断有按键按下了。
2、检测电容触摸按键过程
①TPAD引脚设置为推挽输出，输出0，实现电容放电到0。
②TPAD引脚设置为浮空输入（IO复位后的状态）,电容开始充电。
③同时开启TPAD引脚的输入捕获开始捕获。
④等待充电完成（充电到底Vx,检测到上升沿）。
⑤计算充电时间。
3、电容触摸按键硬件连接
从上图中看出电容与stm32引脚PA1连接，从下图中可以看出PA1可以使用TIM5的通道2，也可以使用TIM2的通道2。
4、示例代码
本示例代码实现的功能是 通过触摸 电容触摸按键完成LED1灯的亮灭。
程序思路图如下：
程序代码如下：
#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
=TPAD_Get_Val();
delay_ms(10);
}
for(i=0;i<9;i++)//排序
{
for(j=i+1;j<10;j++)
{
if(buf>buf[j])//升序排列
{
temp=buf;
buf=buf[j];
buf[j]=temp;
}
}
}
temp=0;
for(i=2;i<8;i++)temp+=buf;//取中间的6个数据进行平均
tpad_default_val=temp/6;
printf("tpad_default_val:%drn",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为推挽使出
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:%drn",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
}
int main(void)
{
u8 t=0;
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级
LED_Init(); //LED端口初始化
TPAD_Init(6); //初始化触摸按键
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);
}
}
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