STM32F103ZET6之电容触摸按键实验
文章目录
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。