触摸按键原理

 

 

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：

 

 

硬件和软件开源地址：

https://github.com/strongercjd/STM32F207VCT6

审核编辑 ：李倩