电容充放电概念
电容式按键就是触摸式按键 类似我们手机触摸屏的虚拟按键 使用方便 寿命长。
A为没有按下的情况 B为按下的情况
对图表详细介绍
TPAD:电容式按键
我们这里使用电容的充放电时间检测手是否有按下 CS 是TPAD与pcb之间的电容。
这是没有按下的情况 CX是TPAD和手指之间形成的电容 也就是按下的情况
充放电原理
1浮空状态时：CX=R=0 也就是手指没有按下的情况
2 有触发时：CX=0 V1=1 CX和V1形成电压差 所以有电流流过R ,直接累加到CX+
一直到CX+==1 时 V1和CX 无电压差 电容停止充电。
其实就是 CS和CS+CX 两种情况 RC电路充放电公式 的参数都是不用算的
Vc=V0*(1-e^(-t/RC)))
其中 Vc 为电容电压， V0 为充电电压， R 为充电电阻， C 为电容容值，
e 为自然底数， t 为充电时间 它里面已经集成了相应电路 直接帮我们计算。
CS和CS+CX 当我发生按下或者不按下 就是已经开始自动计算了 。 我们不需要太纠结公式怎么来的怎么算的
硬件设计
1）电路图和手册
短接STMADC和TPAD PA1接了STMADC PA7接了TPAD
用 PA1(TIM5_CH2)来检测 TPAD 是否有触摸，在每次检测之前，我们先配置
PA1 为推挽输出，将电容 Cs（或 Cs+Cx）放电，然后配置 PA1 为浮空输入，
利用外部上拉电阻给电容 Cs(Cs+Cx)充电，同时开启 TIM5_CH2 的输入捕获，
检测上升沿，当检测到上升沿的时候，就认为电容充电完成了，完成一次捕获检测。
检测过程：
TPAD引脚设置为推挽输出 ，输出0 实现 电容放电到0 也就是让电容接地
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1);//输出一个低电平
2 TPAD引脚设置为浮空输入 ，io复位状态 标志充电完成 复位状态相当于是
程序开始运行的开始状态。
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING;//开始充电 直到复位结束
TPAD_Reset(); //复位之后 等待下一次 充电
计算充电时间
T1 T2 为未知设定的变量
没有按下时，充电时间为 T1 按下后 TPAD 变大 所以充电 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 ，我们就可以认为是有按下的 因为算的是时间 可能会存在误差 可以比喻成这样模式：
10us+预值<按下和T2相加的值 就是可以认为是按下的。
软件设计
1）思路
2）代码
TPAD.C 触摸式按键函数
#include "stm32f10x.h"
#include "tpad.h"
#include "sys.h"
#define TPAD_ARR_MAX_VAL 0XFFFF //最大自动重装载值
vu16 tpad_default_val=0;// 手指没有按下
u8 TPAD_Init(u8 psc)//初始化
{
u16 buf[10]; //′存放十次比较值数组
u16 temp;
u8 i,j;
TIM5_CH2_Cap_Init(TPAD_ARR_MAX_VAL,psc-1); //配置定时器的频率
for(i=0;i<10;i++)
{
buf[i]=TPAD_Get_Val();// 往数组里面存数据
ms_delay(5);
}
for(i=0;i<9;i++)
{
for(j=i+1;j<10;j++)
{
if(buf[i]>buf[j]) //选择排序
{
temp=buf[i];
buf[i]=buf[j];
buf[j]=temp;
}
}
}
temp=0;
for(i=2;i<8;i++)temp+=buf[i]; //取调最大最小值
tpad_default_val=temp/6; //取中间平均值
if(tpad_default_val>TPAD_ARR_MAX_VAL/2)return 1;
return 0;//
}
void TPAD_Reset(void)//复位
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE );
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode =GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStruct.GPIO_Pin =GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStruct.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOA,&GPIO_InitStruct);
GPIO_ResetBits(GPIOA,GPIO_Pin_1); //放电
ms_delay(5);
TIM_SetCounter(TIM5,0); //清零定时器 计算充电时间
TIM_ClearITPendingBit(TIM5, TIM_IT_CC2|TIM_IT_Update); // 更新中断源
GPIO_InitStruct.GPIO_Mode =GPIO_Mode_IN_FLOATING;// 浮空输入 为1 无电压差 不充电
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}
u16 TPAD_Get_Val(void)
{
TPAD_Reset(); //?复位 准备下一次充电
while(TIM_GetFlagStatus(TIM5,TIM_IT_CC2)==RESET)
{
if(TIM_GetCounter(TIM5)>TPAD_ARR_MAX_VAL-500)return TIM_GetCounter(TIM5); //T2 >假定的值 就是正常现象 返回计数值
};
return TIM_GetCapture2(TIM5); //异常 返回 重装载值
}
u16 TPAD_Get_MaxVal(u8 n)//刷手指按下的n次中最大值 为一次数据
{
u8 temp=0;
u8 ral=0;
while(n--)
{
temp=TPAD_Get_Val();
if(temp>ral)ral=temp;
};
return ral;
}
#define TPAD_GATE_VAL 100 //误差值
u8 TPAD_Scan(u8 mode)
{
static u8 keyen=0;
u8 res=0;
u8 sample=3;
u16 rval;
if(mode)//连续按下
{
sample=6;//至少 在采集6次并在取其中的最大值
keyen=0;
}
rval=TPAD_Get_MaxVal(sample);
if(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL) )//T2>10us+T1 10us t1 都是设定的 这里只是 比较 作为理解 实际代码为准
{
//if(keyen==0)res=1;
if(keyen)res=1; //支持 连按 捕获到电平即可算一次
keyen=3; //采集三次
}
if(keyen)keyen--; //到了最后 一直到 0 退出 返回有效值
return res;
}
void TIM5_CH2_Cap_Init(u16 arr,u16 psc)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
TIM_TimeBaseInitTypeDef TIM_TimeBaseStructure;
TIM_ICInitTypeDef TIM5_ICInitStructure;
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_TIM5, ENABLE); //
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; //电容配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Period = arr; //自动装载值 arr
TIM_TimeBaseStructure.TIM_Prescaler =psc; //预分频系数
TIM_TimeBaseStructure.TIM_ClockDivision = TIM_CKD_DIV1; //72兆 1分频
TIM_TimeBaseStructure.TIM_CounterMode = TIM_CounterMode_Up; //向上计数模式
TIM_TimeBaseInit(TIM5, &TIM_TimeBaseStructure);
TIM5_ICInitStructure.TIM_Channel = TIM_Channel_2;
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPolarity = TIM_ICPolarity_Rising;//下降沿触发
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICSelection = TIM_ICSelection_DirectTI; //外设挂载
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1; //预分频系数
TIM5_ICInitStructure.TIM_ICFilter = 0x03; //3个周期算一次
TIM_ICInit(TIM5, &TIM5_ICInitStructure);
TIM_Cmd(TIM5,ENABLE );
}
main.c
#include "stm32f10x.h"
#include "main.h"
#include "tpad.h"
#include "led.h"
#include "sys.h"
int main(void)
{
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
led_init();
TPAD_Init(8);
while(1)
{
ms_delay(10);
if(TPAD_Scan(0))
{
LED=!LED;
}
return 0;
}