STM32电容触摸按键控制模块详解（代码流程图每行均有注释）

Posted 2022-05-18 阿汪先生

STM32-电容触摸按键控制模块详解（代码、每行均有注释）

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阿汪先生用的开发板是正点原子的战舰板，但本部分代码通用于STM32的各个开发板。
本文是针对正点原子提供的例程的详细补充，重点是扫描触摸按键部分代码的详细补充和解释。

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一、电容触碰屏部分（tpad.c）部分

1、扫描触摸按键部分

//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，按键检测使能标志，全局变量，每次修改之前保留的都是上一次的值
	u8 res=0;					//按键是否有效的返回变量，默认没有按键按下
	u8 sample=3;		//默认采样次数为3次	 
	u16 rval;				//多次采样后取的最大充电时长
	
	if(mode)       //控制按键的计数方式
	
		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);    //返回sample次读数中的最大值，类似于消抖过程中的重复确认
	if(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL))//充电时长大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,充电时长足够
								 
		if(keyen==0)res=1;		//keyen==0,支持连按，直接返回按键有效的变量res 
		printf("r:%d\\r\\n",rval);		     	    					   
		keyen=3;				 //未松手（按键一直被按下）：
										//当按键一直被按下，if(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL))的函数会不断被重新执行，
										//keyen的值会一直在keyen的初始值和keyen-1之间循环,res的返回值一直为0，需要等待松手释放。
	 
	
	if(keyen)keyen--;
	//松手之后:
	//主函数中的，if(TPAD_Scan(0))，会先执行一次再判断返回值，执行过程中，keyen-1但仍不为0时，res返回0,LED1状态不变
	//在松手后的较短时间内，多次执行if语句后，keyen重新变为0，又可重新检测按键，所以表现为只支持松手后可重新检测按键。
	//松手后至少要再过3次if的判断语句才能重新检测按键有效 。
	return res;//返回按键状态
	

*扫描按键控制工作状态的分类讨论（字有点丑）

2、触摸屏复位部分(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为推挽使出
 	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);                                 //等待放电完成

	TIM_SetCounter(TIM5,0);		//计数器值初始化为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);    

3、输入捕获部分

//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   等价于  XXXX !=SET
   
   	if(TIM_GetCounter(TIM5)>TPAD_ARR_MAX_VAL-500)return TIM_GetCounter(TIM5);//定时器时间超出一般时间,直接返回CNT的值
   ;	
   return TIM_GetCapture2(TIM5);	    //返回捕获值
 	 


//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;      					//返回给主函数的按键状态变量
   while(n--)
   
   	temp=TPAD_Get_Val();//得到一次值
   	if(temp>res)res=temp;
   ;
   return res;
  

4、触摸屏初始化部分

//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();    //获取计数器值（充电时间）
   	delay_ms(10);	         //等待放电结束 
   				    
   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; 						//冒泡法排序
   		
   	
   
   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;     //取中间的6个数据进行平均
   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!
   										//实际3情况中表现为：初始化时的放电时间超过了正常值，即触摸片被接触
   return 0;		     	    					   

5、定时器2通道2输入捕获配置

//定时器2通道2输入捕获配置
void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)									//输入捕获初始化

	GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 
   	TIM_TimeBaseInitTypeDef  TIM_TimeBaseStructure;        //结构体变量
	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    不分频
	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

6、头文件及宏定义

#include "tpad.h"
#include "delay.h"		    
#include "usart.h"
#include "stm32f10x.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

上述为对正点原子提供的tpad.c文件中代码的一些补充，方便大家更好地理解和使用电容触摸屏部分。

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附录一：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)
						  						  		 
 		if(TPAD_Scan(0))	//成功捕获到了一次上升沿(此函数执行时间至少15ms)
		
			LED1=!LED1;		//LED1取反
			delay_ms(100);  //会影响下面LED0 的闪烁频率
		
		t++;
		if(t==15)		 
		
			t=0;
			LED0=!LED0;		//LED0取反,提示程序正在运行
		
		delay_ms(10);
	
 
 //阿汪先生的博客.ws

附录二：电容触摸屏工作流程图

本文参考：正点原子-电容触摸屏按键实验.ppt、STM32中文参考手册等相关文档

------本文是针对正点原子提供的例程的详细补充，重点是扫描触摸按键部分代码的详细补充和解释。阿汪先生对代码的大部分理解都已补充到每行的注释当中，本文主要供大家学习交流所用。

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