电容触摸按键的原理是什么

1873 单片机电容触摸按键

问答对人有帮助，内容完整，我也想知道答案 0 电容触摸按键的原理是什么？其实验代码该怎样去实现呢？ 0
2022-1-25 07:38:37　　评论淘帖0 邀请回答您可以邀请以下用户，快速回答问题 × heks 该类别下有 20 个回答。邀请回答新星之火12138 该类别下有 18 个回答。邀请回答 wang21cj 该类别下有 17 个回答。邀请回答 hgimtk 该类别下有 16 个回答。邀请回答科源机电该类别下有 15 个回答。邀请回答 liutiefu 该类别下有 15 个回答。邀请回答 kghfh 该类别下有 14 个回答。邀请回答 chm5 该类别下有 13 个回答。邀请回答 dgfdf 该类别下有 13 个回答。邀请回答 723662364d 该类别下有 13 个回答。邀请回答一巷清苑该类别下有 13 个回答。邀请回答早知该类别下有 12 个回答。邀请回答 Ehunt 该类别下有 12 个回答。邀请回答张峰9998 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hy381 该类别下有 12 个回答。邀请回答 ggfvxv 该类别下有 12 个回答。邀请回答 YOYOOO 该类别下有 12 个回答。邀请回答 h1654155275.6473 该类别下有 12 个回答。邀请回答 hjhdf 该类别下有 12 个回答。邀请回答 efwedfd 该类别下有 12 个回答。邀请回答举报 jfsky 相关推荐 • 如何通过触摸电容触摸按键完成LED灯的亮灭？ 2994 • 什么是电容触摸按键？ 2168 • 了解一下电容触摸按键的构造和工作原理 6384 • 求助STM32的GPIO做电容触摸按键检测会有问题吗 2710 • 如何去实现一种基于电容式感应技术的触摸按键设计？ 1692 • 请问电容式触摸按键的原理有哪些？ 184 • ST的电容式触摸按键方案介绍 5878 • 单通道电容式触摸按键IC资料 1562 • 有什么方法可以去检测电容触摸按键呢？其过程是怎样的 2282 • 电容触摸按键的基本原理是什么 1931 1个回答

答案对人有帮助，有参考价值 0 主要内容 1）电容触摸按键原理； 2）部分实验代码解读。实验内容手触摸按键后，LED1灯翻转。硬件原理图上图，TPAD与STM_ADC用跳线帽相连，即TPAD与PA1引脚相连，而PA1引脚也可复用为TIM5_CH2（定时器5的通道2），因此可以用TIM5_CH2进行输入捕获来识别电容触摸。 1. 电容触摸按键原理 1.1 RC充放电电路原理 1.2 RC电路充放电公式 Vt = V0+（V1-V0）* [1-e(-t/RC)] 上式中：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-e(-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。 1.3 电容充电时间与电容大小关系 2. 电容触摸按键 2.1 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STM32 IO口代替。 2.2 检测电容触摸按键过程 2.2.1 TPAD引脚设置为推挽输出，输出0，实现电容放电到0； 2.2.2 TPAD引脚设置为浮空输入（IO复位后的状态）,电容开始充电； 2.2.3 同时开启TPAD引脚的输入捕获开始捕获； 2.2.4 等待充电完成（充电到底Vx,检测到上升沿）； 2.2.5 计算充电时间。没有按下的时候，充电时间为T1（default)。按下TPAD，电容变大，所以充电时间为T2。我们可以通过检测充放电时间，来判断是否按下。如果T2-T1大于某个值，就可以判断有按键按下。 3. 相关库函数 3.1 void TPAD_Reset(void)函数，作用：复位TPAD 设置IO口为推挽输出输出0，电容放电。等待放电完成之后，设置为浮空输入，从而开始充电。同时把计数器的CNT设置为0。 3.2 TPAD_Get_Val()函数，作用：获取一次捕获值（得到充电时间）复位TPAD,等待捕获上升沿，捕获之后，得到定时器的值，计算充电时间。 3.3 TPAD_Get_MaxVal()函数，多次调用TPAD_Get_Val函数获取充电时间，获取最大的值。 3.4 TPAD_Init()函数，作用：初始化TPAD 在系统启动后，初始化输入捕获。先10次调用TPAD_Get_Val()函数获取10次充电时间，然后获取中间N(N=8或者6）次的平均值，作为在没有电容触摸按键按下的时候的充电时间缺省值tpad_default_val。 3.5 TPAD_Scan()函数，作用：扫描TPAD 调用TPAD_Get_MaxVal函数获取多次充电中最大的充电时间，跟tpad_default_val比较，如果大于某个阈值tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL，则认为有触摸动作。 3.6 void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)函数，作用：输入捕获通道初始化可以使用任何一个定时器。M3使用定时器5，M4使用的定时器2。 4. 程序思路 5. 实验部分代码解读 5.1 tpad.h头文件 #ifndef __TPAD_H #define __TPAD_H #include "sys.h" //引用在别的文件中申明的变量tpad_default_cal// extern vu16 tpad_default_val; //***函数一*// //申明void TPAD_Reset(void)函数，无返回值，无入口参数// void TPAD_Reset(void); //*函数二*// //申明u16 TPAD_Get_Val(void)函数，返回u16数据格式的值，无入口参数// u16 TPAD_Get_Val(void); //*函数三*// //申明u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n))函数，返回u16数据格式的值，入口参数为8位的变量n// u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n); //*函数四->初始化触摸按键*// //申明u8 TPAD_Init(u8 psc)函数，返回u8数据格式的值，入口参数为8位的变量psc// u8 TPAD_Init(u8 psc); //*函数五*// //申明u8 TPAD_Scan(u8 mode)函数，返回u8数据格式的值，入口参数为8位的变量mode// u8 TPAD_Scan(u8 mode); //*函数六*// //申明void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)函数，无返回值，入口参数为16位的两个变量arr和psc// void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc); #endif 5.2 tpad.c文件 #include "tpad.h" #include "delay.h" #include "usart.h" //定义TPAD_ARR_MAX_VAL为一常量，即0xFFFF// #define TPAD_ARR_MAX_VAL 0XFFFF //定义变量tpad_default_val=0，即空载时候(手没按下),计数器需要的时间// vu16 tpad_default_val=0; //*函数一—>TPAD复位-void TPAD_Reset(void)*// void TPAD_Reset(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //定义GPIO初始化结构体// 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; //50MHz// GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1); //PA.1输出0,放电// //等待5ms// delay_ms(5); TIM_SetCounter(TIM5,0); //将TIM5_CNT计数器寄存器的值设0// TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC2\|TIM_IT_Update); //清除定时器5的捕获2标志和更新标志// //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); //再次初始化GPIOA0后，开始充电// } //*函数二->获得TPAD捕获值-u16 TPAD_Get_Val(void)*// //返回值：如果超时,则直接返回定时器5的计数值；如果没超时，则返回定时器5的CCR2寄存器的值// u16 TPAD_Get_Val(void) { TPAD_Reset(); //针对TIM5_SR状态寄存器，输入模式下，当第[2]位值CC2IF为1时，即通道2捕获到上升沿，则运行下述括号内代码，否则跳过// while(TIM_GetFlagStatus(TIM5, TIM_IT_CC2) == RESET) { //针对TIM5_CNT计数器寄存器，若TIM5_CNT的值大于TPAD_ARR_MAX_VAL-500，返回TIM5_CNT的值，表示超时了// if(TIM_GetCounter(TIM5)>TPAD_ARR_MAX_VAL-500)return TIM_GetCounter(TIM5); }; //若没超时，返回TIM5_CCR2的值// return TIM_GetCapture2(TIM5); } //*函数三->读取n次，取最大值-u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n)*// //返回值：n次读数里面读到的最大读数值res// 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; } //*函数四->初始化触摸按键-u8 TPAD_Init(u8 psc)*// //作用：获得空载时触摸按键的取值// //返回值:0,初始化成功;1,初始化失败// u8 TPAD_Init(u8 psc) { u16 buf[10]; //一个16位，组数长度为10的变量组// u16 temp; //一个16位变量temp// u8 j,i; //两个8位变量j和i// TIM5_CH2_Cap_Init(TPAD_ARR_MAX_VAL,psc-1); //以1Mhz的频率计数 //10次for循环// for(i=0;i<10;i++) { buf=TPAD_Get_Val(); //将第i次循环获取的TPAD_Get_Val()返回值传至buf中// delay_ms(10); //10ms延迟// } //*将buf里的10个数值由小到大排列*// for(i=0;i<9;i++) { for(j=i+1;j<10;j++) { if(buf>buf[j]) { temp=buf; buf=buf[j]; buf[j]=temp; } } } //*********************************// //**buf[2:7]六个数据加起来平均**// temp=0; for(i=2;i<8;i++) temp+=buf; tpad_default_val=temp/6; //赋值给tpad_default_val// printf("tpad_default_val:%drn",tpad_default_val); //若上述计算的均值大于TPAD_ARR_MAX_VAL的一半，则不正常// if(tpad_default_val>TPAD_ARR_MAX_VAL/2) return 1; return 0; } //*函数五->扫描触摸按键-u8 TPAD_Scan(u8 mode)*// //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; //res=0说明按键无效，res=1说明按键有效// u8 sample=3; //默认采样次数为3次 u16 rval; // if(mode) //mode:0,不支持连续触发// { 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); //连续采样三次，取最大值// if(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL)) //如果rval大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,则有效触摸// { if(keyen==0) //0,可以开始检测;>0,还不能开始检测// res=1; //当keyen==0,res至1，触摸有效// printf("r:%drn",rval); keyen=3; //至少要再过3次之后才能按键有效// } if(keyen)keyen--; //keyen不等于0时，keyen减1// return res; //res=0说明按键无效，res=1说明按键有效// } //*函数六->定时器2通道2输入捕获配置-void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)***// void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc) { //定义GPIO,TIM时基和TIM输入捕获三个初始化结构// GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure; TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure; //使能TIM5时钟，使能GPIOA的端口时钟// RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //设置GPIOA.1为浮空输入， GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING; GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure); //初始化TIM5时基// 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的捕获通道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); //使能定时器5// TIM_Cmd(TIM5,ENABLE ); } 5.3 main.c文件 #include "led.h" #include "delay.h" #include "key.h" #include "sys.h" #include "usart.h" #include "tpad.h" 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 uart_init(115200); //串口初始化为115200 LED_Init(); //LED端口初始化 TPAD_Init(6); //初始化触摸按键 while(1) { //TPAD_Scan(1)支持连续触发，TPAD_Scan(0)不支持连续触发// if(TPAD_Scan(1)) //如果成功捕获到了一次上升沿，if返回1 { 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); } }

2022-1-25 10:18:19 评论举报马健