STM32触摸按键的示例分析

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01、触摸按键原理

触摸使用RC充放电原理：

RC电路是指由电阻R和电容C组成的电路，它是脉冲产生和整形电路中常用的电路。

充电过程：

电源通过电阻给电容充电，由于一开始电容两端的电压为0，所以电压的电压都在电阻上，这时电流大，充电速度快。随着电容两端电压的上升，电阻两端的电压下降，电流也随之减小，充电速度小。充电的速度与电阻和电容的大小有关。电阻R越大，充电越慢，电容C越大，充电越慢。衡量充电速度的常数t(tao)=RC。

放电过程：

电容C通过电阻R放电，由于电容刚开始放电时电压为E,放电电流I=E/R，该电流很大，所以放电速度很快。随着电容不断的放电，电容的电压也随着下降。电流也很快减小。电容的放电速度与RC有关，R的阻值越大，放电速度越慢。电容越大，放电速度越慢。

RC电路充放电公式：

Vt = V0+（V1-V0）*[1-exp(-t/RC)]

V0 为电容上的初始电压值；

V1 为电容最终可充到或放到的电压值；

Vt 为t时刻电容上的电压值。

如果V0为0，也就是从0V开始充电。那么公式简化为：

Vt=  V1* [1-exp(-t/RC)]

结论：同样的条件下，电容值C跟时间值t成正比关系，电容越大，充电到达某个临界值的时间越长。

02、电路设计

电路设计时其实就是个上拉电阻

PCB设计，直接一个圆形，和底层接地覆铜形成杂散电容。

电容触摸按键原理

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STM32IO口代替。

03、代码设计

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。

触摸按键初始化

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++)//连续读取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];//取中间的8个数据进行平均
  }
  Touchpad_default_val=temp/6;  
  if(Touchpad_default_val>0XFFFF/2)
     return1;//初始化遇到超过Touchpad_ARR_MAX_VAL/2的数值,不正常!
  return 0;  
}

按键复位代码

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);
}

下载代码测试验证：

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