水压计ILPS28QSW开发(3)----Qvar触摸电容配置

概述

Qvar，全称为电荷变化检测（Qvar stands for “Quasi-static VARiation”），是一种用于检测电荷变化的技术。这种技术通常用于传感器和其他电子设备中，特别是在惯性测量单元（IMU）和微机电系统（MEMS）技术中。Qvar 技术可以用于检测微小的电荷变化，这些变化可能是由于物理运动、环境变化或其他因素导致的。
在 ILPS28QSW 这类先进的 MEMS 中，Qvar 技术用于增强用户界面功能，如轻触、双击、三击、长按或滑动手势。它通过检测和解析与这些手势相关的微小电荷变化，来实现高度精准和灵敏的用户交互。
需要样片的可以加群申请：615061293 。

视频教学

[https://www.bilibili.com/video/BV1AH4y1c7rL/]

样品申请

[https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#]

完整代码下载

[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/89544680]

Qvar功能

Qvar（电荷变化检测）功能可以通过外部电极实现，用于用户接口，例如：
水泄漏检测
轻拍检测
双击检测
长按检测
左/右滑动检测
这些功能为传感器在智能设备和工业应用中提供了更多可能性。

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程，这里使用MCU为STM32H503CB。 配置时钟树，配置时钟为250M。

串口配置

查看原理图，PA9和PA10设置为开发板的串口。

配置串口，速率为2000000。

IIC配置

配置IIC速度为1M。

串口重定向

打开魔术棒，勾选MicroLIB

在main.c中，添加头文件，若不添加会出现 identifier "FILE" is undefined报错。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

函数声明和串口重定向：

/* USER CODE BEGIN PFP */
int fputc(int ch, FILE *f){
    HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
    return ch;
}
/* USER CODE END PFP */

参考驱动程序

[https://github.com/STMicroelectronics/ilps28qsw-pid]

获取ID

可以向WHO_AM_I (0Fh)获取固定值，判断是否为0xB4

ilps28qsw_id_get为获取函数。

对应的获取ID驱动程序,如下所示。

/* Check device ID */
  ilps28qsw_id_get(&dev_ctx, &id);
    printf("ILPS28QSW_ID=0x%x,id.whoami=0x%xn",ILPS28QSW_ID,id.whoami);    
  if (id.whoami != ILPS28QSW_ID)
    while(1);

复位操作

ilps28qsw_init_set为重置函数。

对应的驱动程序,如下所示。

/* Restore default configuration */
  ilps28qsw_init_set(&dev_ctx, ILPS28QSW_RESET);
  do {
    ilps28qsw_status_get(&dev_ctx, &status);
  } while (status.sw_reset);

BDU设置

在很多传感器中，数据通常被存储在输出寄存器中，这些寄存器分为两部分：MSB和LSB。这两部分共同表示一个完整的数据值。例如，在一个加速度计中，MSB和LSB可能共同表示一个加速度的测量值。
连续更新模式（BDU = ‘0’）：在默认模式下，输出寄存器的值会持续不断地被更新。这意味着在你读取MSB和LSB的时候，寄存器中的数据可能会因为新的测量数据而更新。这可能导致一个问题：当你读取MSB时，如果寄存器更新了，接下来读取的LSB可能就是新的测量值的一部分，而不是与MSB相对应的值。这样，你得到的就是一个“拼凑”的数据，它可能无法准确代表任何实际的测量时刻。
块数据更新（BDU）模式（BDU = ‘1’）：当激活BDU功能时，输出寄存器中的内容不会在读取MSB和LSB之间更新。这就意味着一旦开始读取数据（无论是先读MSB还是LSB），寄存器中的那一组数据就被“锁定”，直到两部分都被读取完毕。这样可以确保你读取的MSB和LSB是同一测量时刻的数据，避免了读取到代表不同采样时刻的数据。
简而言之，BDU位的作用是确保在读取数据时，输出寄存器的内容保持稳定，从而避免读取到拼凑或错误的数据。这对于需要高精度和稳定性的应用尤为重要。
可以向CTRL_REG2 (11h)的BDU寄存器写入1进行开启。

对应的驱动程序,如下所示。

/* Set bdu and if_inc recommended for driver usage */
  ilps28qsw_init_set(&dev_ctx, ILPS28QSW_DRV_RDY);

设置总线接口

/* Select bus interface */
  bus_mode.filter = ILPS28QSW_AUTO;
  ilps28qsw_bus_mode_set(&dev_ctx, &bus_mode);

设置速率

设置速率和量程可以通过CTRL_REG1 (10h)和CTRL_REG2 (11h)进行设置。

/* Set Output Data Rate */
  md.odr = ILPS28QSW_200Hz;
  md.avg = ILPS28QSW_4_AVG;
  ilps28qsw_mode_set(&dev_ctx, &md);

开启QVAR

通过配置CTRL_REG3 (12h)寄存器，可以根据需要启用（AH）/ Qvar功能。

/* Enable AH/QVAR function */
  ilps28qsw_ah_qvar_en_set(&dev_ctx, 1);

QVAR外部电路

下图可以了解如何配置和使用ILPS28QSW传感器的模拟枢纽和Qvar功能，包括其外部连接、寄存器配置及操作模式，从而有效地利用该传感器的多功能特性。

初始化代码

/* USER CODE BEGIN 2 */
  ilps28qsw_all_sources_t all_sources;
  ilps28qsw_bus_mode_t bus_mode;
  ilps28qsw_stat_t status;
  stmdev_ctx_t dev_ctx;
  ilps28qsw_id_t id;
  ilps28qsw_md_t md;

  /* Initialize mems driver interface */
  dev_ctx.write_reg = platform_write;
  dev_ctx.read_reg = platform_read;
  dev_ctx.mdelay = platform_delay;
  dev_ctx.handle = &SENSOR_BUS;

  /* Init test platform */
//  platform_init(dev_ctx.handle);
  /* Wait sensor boot time */
  platform_delay(BOOT_TIME);

  /* Check device ID */
  ilps28qsw_id_get(&dev_ctx, &id);
    printf("ILPS28QSW_ID=0x%x,id.whoami=0x%xn",ILPS28QSW_ID,id.whoami);    
  if (id.whoami != ILPS28QSW_ID)
    while(1);

  /* Restore default configuration */
  ilps28qsw_init_set(&dev_ctx, ILPS28QSW_RESET);
  do {
    ilps28qsw_status_get(&dev_ctx, &status);
  } while (status.sw_reset);

  /* Set bdu and if_inc recommended for driver usage */
  ilps28qsw_init_set(&dev_ctx, ILPS28QSW_DRV_RDY);

  /* Select bus interface */
  bus_mode.filter = ILPS28QSW_AUTO;
  ilps28qsw_bus_mode_set(&dev_ctx, &bus_mode);

  /* Set Output Data Rate */
  md.odr = ILPS28QSW_200Hz;
  md.avg = ILPS28QSW_4_AVG;
  ilps28qsw_mode_set(&dev_ctx, &md);

  /* Enable AH/QVAR function */
  ilps28qsw_ah_qvar_en_set(&dev_ctx, 1);
  /* USER CODE END 2 */

获取Qvar数据

对于Qvar数据是否准备好，可以查看STATUS (27h)的P_DA位，判断是否有新数据到达。

对于压强和QVAR数据，主要在PRESS_OUT_XL (28h)-PRESS_OUT_H (2Ah)。

/* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    static ilps28qsw_ah_qvar_data_t data;
    /* Read output only if new values are available */
    ilps28qsw_all_sources_get(&dev_ctx, &all_sources);
    if ( all_sources.drdy_pres ) {
      ilps28qsw_ah_qvar_data_get(&dev_ctx, &data);

      printf("QVAR [mV]:%6.2f [LSB]:%drn", data.mv, data.lsb);

    }        

    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 *

测试结果

未触摸。

触摸上按键。

触摸下按键。

审核编辑 黄宇