电容式触摸按键（电容式触摸按键无故触发）

由电容充放电公式x=V1?[1?e?tRC] x = V 1 ? [ 1 ? e ? t R C ] 可知：同样的条件下，电容越大，充电时间越长。

1、电容触摸按键原理

电容触摸按键原理如下图：

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STM32 IO口代替。

当手指按下时，相当于并联了一个电容，故C=C1+C2，电容值变大，则T变长，若将没有触摸电容触摸按键前的充电时间记为T1，手指触摸后的时间记为T2，则可以认为T2-T1大于某个值，就可以判断有按键按下了。

2、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。

3、电容触摸按键硬件连接

从上图中看出电容与stm32引脚PA1连接，从下图中可以看出PA1可以使用TIM5的通道2，也可以使用TIM2的通道2。

4、示例代码

本示例代码实现的功能是 通过触摸 电容触摸按键完成LED1灯的亮灭。程序思路图如下：

程序代码如下：

#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

//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();

delay_ms(10);

}

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6个数据进行平均

tpad_default_val=temp/6;

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!

return 0;

}

//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);

TIM_SetCounter(TIM5,0); //归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);

}

//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

{

if(TIM_GetCounter(TIM5)>TPAD_ARR_MAX_VAL-500)return TIM_GetCounter(TIM5);//超时了,直接返回CNT的值

};

return TIM_GetCapture2(TIM5);

}

//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;

while(n--)

{

temp=TPAD_Get_Val();//得到一次值

if(temp>res)res=temp;

};

return res;

}

//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

u8 res=0;

u8 sample=3; //默认采样次数为3次

u16 rval;

if(mode)

{

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);

if(rval>(tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL))//大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,有效

{

if(keyen==0)res=1; //keyen==0,有效

//printf("r:%d\r\n",rval);

keyen=3; //至少要再过3次之后才能按键有效

}

if(keyen)keyen--;

return res;

}

//定时器2通道2输入捕获配置

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); //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

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

}

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

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

}

t++;

if(t==15)

{

t=0;

LED0=!LED0; //LED0取反,提示程序正在运行

}

delay_ms(10);

}

}