STM32触摸按键原理和电路设计

发布时间:2024-02-26  

01触摸按键原理

触摸使用RC充放电原理:

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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

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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

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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);}


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