文章目录

  • 简介
  • 原理
  • 触摸按键原理
  • 检测过程
  • 程序思路
  • 代码相关
  • 代码实现


简介

用来侦测到手指的有效触摸，通过触摸电容屏幕达到类似触摸按键的作用，相对于传统的机械按键有寿命长、占用空间少、易于操作等诸多优点。

原理

触摸按键原理

未触摸时，触摸系统内仅有一个电容，对其先放电再充电，通过输入捕获（或其它方法）测出充电所需时间T1，当触摸时，触摸系统相当于并联多一个电容，总电容增大，充电时间延长，通过测量此时充电所需时间T2，如果T2>T1，则已触摸。（时间测量放在while（1）里，即时刻测量，当测到T2，即已触摸时，进行相应函数）

即系统检测电容充放电时间的方法来判断是否有触摸 ：

stm32f072使用cubemx配置电容触摸功能_引脚

检测过程

1.TPAD引脚（即触摸按键 ）设置为推挽输出，输出0，使电容放电到0；
2.TPAD引脚设置为浮空输入（即IO口复位后的状态），使电容开始充电；同时开启TPAD引脚的输入捕获；
3.等待充电完成（充电到相应界限使得检测到上升沿）
4.记录充电时间。

程序思路

图片源自正点原子视频：

stm32f072使用cubemx配置电容触摸功能_初始化_02

代码相关

代码实现

1.复位TPAD
1.获取电容没有被触摸时从无电到充电至触发输入捕获的平均时间tpad_default_val

u8 TPAD_Init(u8 psc)  
{
 u16 buf[10];//读取10次
 u16 temp;//取平均值
 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();//得到定时器捕获值
  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（ARR最大的值）/2的数值,不正常!
 return 0;

2.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();//计数器归0
 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);   
}

3.返回n次读数里面读到的最大读数值，如果这个值比平均值大，则按下

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;
}

4.设置扫描触摸按键

u8 TPAD_Scan()
{
 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;
 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;
}

5.以定时器2通道2为例配置输入捕获

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
 
  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
      
 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); //初始化TIM5
 //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
}

之后，在主函数先初始化TPAD_Init(6); 通过对函数TPAD_Scan(0)的判断确定是否有触摸

调用10次：取中间6次的平均值，使取值较稳定