STM32触摸按键原理和电路设计

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）;}