本帖最后由 RISCVLAR 于 2020-12-3 19:11 编辑
CH32V103应用教程——触摸按键检测（TKEY）
本章教程使用CH32V103开发板的触摸按键TK1进行触摸按键检测，并将检测信息通过串口调试助手打印显示。
1、TKEY简介及相关函数介绍
1、TKEY_V 开启
TKEY_V单元检测内部复用了ADC模块的通道选择及部分寄存器地址，所用使用 TKEY_V功能需要开启ADC模块（ADON=1），并打开 ADC 时钟以此来访问相关寄存器。然后将TKEY_V_CTLR（ADC_CTLR1）寄存器的TKENABLE 位置1，打开TKEY_V 单元功能。
注：因为共用了采样通道选择，所以ADC和TKEY_V检测功能不能同时使用。
2、工作原理
一旦开启了TKEY_V功能，硬件内部将自动进行周期性地采样计数转换过程，并在完成一次转换后，通知应用代码在固定时间（tDR）内取走数据，开启下一次转换，此循环过程在TKEY_V开启下是自动进行的。如图所示，硬件内部会提供了用来计数的脉冲源TKCLK，应用软件选择当前硬件计数周期为500us或 1ms，当内部完成周期内的计数统计后，会产生 TKIF 标志通知应用代码读取本次转换数值，应用代码需要在最长43us（tDR）内取走数据，否则下一轮的转换将影响数据寄存器的内容。
关于CH32V103触摸按键检测具体信息，可参考CH32V103应用手册。CH32V103 触摸按键检测所用标准库函数在ADC章节已介绍，在此不再赘述。
2、硬件设计
本章教程所用资源均为开发板内部资源，无需进行硬件设计。
3、软件设计
TKEY_V通过电容改变影响内部振荡频率变化的原理，以统计计数值大小检测触摸按键。具体操作流程如下：
1）开启RCC模块的ADCEN位，打开TKEY_V寄存器操作权限。
2）开启TKEY_V功能，置ACON位为1，唤醒ADC模块。将ADC_CTLR1寄存器的TKENABLE位置1，打开TKEY_V单元。
3）配置采样周期，操作TKEY_V_CTLR寄存器的CCSEL[2:0]和TKCPS位，选择500us 或1ms周期。单元内部是以AHB时钟计时，所以需要CCSEL[2:0]域与当前 AHB 频率相等，否则会导致采样周期偏大或偏小。
4）配置采样通道，设置TKEY_V_CHANNEL寄存器，此寄存器的写操作会触发新的一轮周期开始。
5）等待TKIF标志置1，表示完成一次转换，可以读取TKEY_V_SDR寄存器中的 TKDR[13:0]计数值。TKSTA指示当前TKDR[13:0]域计数值是否有效。TKIF标志需要软件写1清0。如果置位了TKIEN，在TKIF=1时会同步触发TKEY_V（ADC）中断，进入ADC中断服务函数。
6）重复 3-5 步骤，获取下一次计数值。3-4为可选配置。
根据上述操作步骤，编写程序如下：
tkey.h文件
#ifndef __TKEY_H
#define __TKEY_H
#include "ch32v10x_conf.h"
/* Global define */ //此处查看寄存器时，应查看TKEY寄存器
#define TKEY_CR ADC1->CTLR1 //ADC1->CTLR1寄存器由TKEY_V_CTLR寄存器映射而来，此处查看寄存器时应该查看TKEY_V_CTLR寄存器，而不是ADC1->CTLR1寄存器
#define TKEY_CH ADC1->RSQR3 //ADC1->RSQR3寄存器由TKEY_V_CHANNEL寄存器映射而来，此处查看寄存器时应该查看TKEY_V_CHANNEL寄存器，而不是ADC1->RSQR3寄存器
#define TKEY_SR ADC1->RDATAR //ADC1->RDATAR寄存器由TKEY_V_SDR寄存器映射而来，此处查看寄存器时应该查看TKEY_V_SDR寄存器，而不是ADC1->RDATAR寄存器
void Touch_Key_Init(void);
u16 Touch_Key_Adc(u8 ch);
#endif
tkey.c文件#include "tkey.h"
/*******************************************************************************
* Function Name : Touch_Key_Init
* Description : Initializes Touch Key collection.
* Input : None
* Return : None
*******************************************************************************/
void Touch_Key_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE ); //使能GPIOA时钟
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC1, ENABLE ); //使能ADC1时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
ADC_Cmd(ADC1, ENABLE); //使能开启ADC1
TKEY_CR |= 0x51000000; // 根据TKEY_V 控制寄存器（TKEY_V_CTLR），设置TKEY_V计数周期时基：56MHz；同时使能TKEY模块控制，开启TKEY_V单元。
}
/*******************************************************************************
* Function Name : Touch_Key_Adc
* Description : Returns ADCx conversion result data.
* Input : ch: ADC channel.
* ADC_Channel_0: ADC Channel0 selected.
* ADC_Channel_1: ADC Channel1 selected.
* ADC_Channel_2: ADC Channel2 selected.
* ADC_Channel_3: ADC Channel3 selected.
* ADC_Channel_4: ADC Channel4 selected.
* ADC_Channel_5: ADC Channel5 selected.
* ADC_Channel_6: ADC Channel6 selected.
* ADC_Channel_7: ADC Channel7 selected.
* ADC_Channel_8: ADC Channel8 selected.
* ADC_Channel_9: ADC Channel9 selected.
* ADC_Channel_10: ADC Channel10 selected.
* ADC_Channel_11: ADC Channel11 selected.
* ADC_Channel_12: ADC Channel12 selected.
* ADC_Channel_13: ADC Channel13 selected.
* ADC_Channel_14: ADC Channel14 selected.
* ADC_Channel_15: ADC Channel15 selected.
* Return : val: The Data conversion value.
*******************************************************************************/
u16 Touch_Key_Adc(u8 ch)
{
u16 val;
TKEY_CH = ch; // 选择通道
while(!(TKEY_CR & 0x08000000)); //当未清除计数转换完成标志
val = (u16)TKEY_SR; //TKEY_V计数转换值
return val;
}
main.c文件
int main(void)
{
u16 ADC_val;
USART_Printf_Init(115200);
printf("SystemClk:%d\r\n",SystemCoreClock);
Touch_Key_Init();
while(1)
{
ADC_val = Touch_Key_Adc(ADC_Channel_1);
printf( "TouchKey:%04d\r\n", ADC_val );
if(ADC_val & 0x8000)
{
printf("This value is discarded\r\n");
}
TKEY_CR |=0x08000000; //TKEY_V_CTLR寄存器位27，计数转换完成标志，软件写1清0，清除标志位
}
}
4、下载验证
将编译好的程序下载到开发板并复位，串口打印具体情况如下：
手指触摸触摸按键之后，串口打印具体情况如下：
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