【RA生态开发板-RA-Eco-RA4M2】2.RA4M2开发板CTSU使用

只看该作者 · 2025-4-6 19:34

RA4M2带有CTSU外设用于触摸应用。

RAEco-RA4M2开发板带有两个触摸按键，可以用于CTSU外设的应用。

CTSU 原理简介

原理上，触摸按键电路中的触摸部分在未接触和接触时的电容会发生变化。

通过检测测量电流的变化间接计算出触摸电容的变化，来判断触摸按键是否被按下。瑞萨的CTSU外设集成上述的功能，用户只需要完成简单的外部电路设计，配合官方提供的工具即可实现触摸功能。

开发板上提供两个触摸按键，按键的原理图如下。

查看芯片的数据手册，两个触摸按键连接到芯片的TS11和TS12

CTSU 应用开发

在官网的QE帮助页面，可以下载到《Using QE and FSP to develop Capacitive Touch Applications》的文档用于CTSU的开发。

文档介绍如何使用e2studio中的QE for Capacitve来配置触摸按键类型、校准触摸硬件和生成CTSU应用代码等。

CapTouch Workflow(QE)设计

创建R7FA4M2AD3CFP的工程，在工程的FSP界面对工程进行配置。在BSP选项卡中，修改堆大小，用于字符函数处理

在Pins选项卡中，设定CTSU外设需要的引脚TSCAP-P207、TS11引脚P415,TS12引脚P708

在Stacks选项卡中管理相应的软件组件，添加CTSU驱动以及相应的中间件。

添加完成后，对其中的CTSU模块进行设置，使能DTC数据传输。

同时添加相应的DTC驱动

其余选项选择默认，这样完成简单的CTSU模块的设置。点击"生成工程"按钮，生成相应的代码。

瑞萨提供QE for Capactive配置工具供用户生成触摸相关的代码。在e2tudio的工具栏中进入瑞萨视图的Renensas QE，选择CapTouch Workfolw(QE)，对触摸按键进行配置。

根据页面上的提示，我们可以完成工程选择、触摸校准、代码生成以及按键监控功能。首先，选择需要添加CapTouch代码的工程。

在“Prepare a Configuration”界面对工程中用到的触摸按键进行配置，包括按键的形式、引脚、参数等；

通过右侧的Touch I/F菜单添加对应硬件的触摸感应类型和按键形式。开发板的触摸按键是自容检测，按键形式为"button",添加后，点击左下的配置按钮，在对话框中设置名称、电阻和引脚信息。

配置完成后点击create。

对工程进行编译，保证工程编译正常，可以调试。接下来对触摸传感器进行校准。首先需要对调试选项进行配置。

连接开发板和调试器，上电后，点击"Start Tuning"开始传感器校准过程。

alt text

校准过程中会提示用户按压触摸按键，完成触摸传感器的校准过程。

完成校准过程后。输出工程文件，在工程中会添加qe_touch_define.h、qe_touch_config.h和qe_touch_config.c三个文件。

在CapTouch Workflow(QE)选项卡中的“Implement Program”中，输出qe_touch_sample.c文件，提供CTSU外设的启动和状态监控的模板，用户根据需要，修改其中的代码满足应用需求。

其中的qe_touch_main函数是按键处理的主程序。在hal_entry中调用该函数，用于进行触摸按键的检测，不过该函数是个死循环，触摸按键以外的功能在裸机上需要添加到函数中。

编译工程后，进行调试。在CapTouch Workflow(QE)界面有监视的功能，可以监控触摸按键的状态。

触碰开发板上的TS1触摸案件后可以观察到数据的变化。借助Renesas QE工具调试触摸按键还是很方便的。

触摸控制开发板上的LED

完成上述步骤后，触摸按键就可以作为输入设备实现人机交互。在此基础上添加控制功能，实现触摸应用的开发。板上有3个LED灯可以作为触摸按键的控制设备，当触摸按键检测到按下时，翻转对应的LED灯状态。LED2的控制引脚为P406，LED3的控制引脚为P002。

在FSP界面的Pins选项卡，将对应的引脚设置为输出模式

在qe_touch_sample.c中，添加引脚控制的代码，修改的代码如下

/***********************************************************************
*
* FILE : qe_touch_sample.c
* DESCRIPTION : Main Program for RA
*
* NOTE:THIS IS A TYPICAL EXAMPLE.
*
***********************************************************************/
#include "qe_touch_config.h"
#include "bsp_api.h"

#define TOUCH_SCAN_INTERVAL_EXAMPLE (20)    /* milliseconds */

/** Array of LED IOPORT pins. */
static const uint16_t g_bsp_prv_leds[] =
{
    (uint16_t) BSP_IO_PORT_04_PIN_04,  ///< LED2
    (uint16_t) BSP_IO_PORT_00_PIN_02,  ///< LED3
};

/** Information on how many LEDs and what pins they are on. */
typedef struct st_bsp_leds
{
    uint16_t         led_count;        ///< The number of LEDs on this board
    uint16_t const * p_leds;           ///< Pointer to an array of IOPORT pins for controlling LEDs
} bsp_leds_t;

const bsp_leds_t g_bsp_leds =
{
    .led_count = (uint16_t) ((sizeof(g_bsp_prv_leds) / sizeof(g_bsp_prv_leds[0]))),
    .p_leds    = &g_bsp_prv_leds[0]
};

typedef enum e_bsp_led
{
    BSP_LED_LED2,                      ///< LED2
    BSP_LED_LED3,                      ///< LED3
} bsp_led_t;

/* Holds level to set for pins */
bsp_io_level_t pin_level_led2 = BSP_IO_LEVEL_LOW;
bsp_io_level_t pin_level_led3 = BSP_IO_LEVEL_LOW;

void qe_touch_main(void);

uint64_t button_status;
#if (TOUCH_CFG_NUM_SLIDERS != 0)
uint16_t slider_position[TOUCH_CFG_NUM_SLIDERS];
#endif
#if (TOUCH_CFG_NUM_WHEELS != 0)
uint16_t wheel_position[TOUCH_CFG_NUM_WHEELS];
#endif

void qe_touch_main(void)
{
    fsp_err_t err;

    R_BSP_PinAccessEnable();
    R_BSP_PinWrite((bsp_io_port_pin_t) g_bsp_leds.p_leds[0], pin_level_led2);
    R_BSP_PinWrite((bsp_io_port_pin_t) g_bsp_leds.p_leds[1], pin_level_led3);

    /* Open Touch middleware */
    err = RM_TOUCH_Open(g_qe_touch_instance_config01.p_ctrl, g_qe_touch_instance_config01.p_cfg);
    if (FSP_SUCCESS != err)
    {
        while (true) {}
    }

    /* Main loop */
    while (true)
    {
        /* for [CONFIG01] configuration */
        err = RM_TOUCH_ScanStart(g_qe_touch_instance_config01.p_ctrl);
        if (FSP_SUCCESS != err)
        {
            while (true) {}
        }
        while (0 == g_qe_touch_flag) {}
        g_qe_touch_flag = 0;

        err = RM_TOUCH_DataGet(g_qe_touch_instance_config01.p_ctrl, &button_status, NULL, NULL);
        if (FSP_SUCCESS == err)
        {
            /* TODO: Add your own code here. */
        }

        switch(button_status)
        {
            case 1:
                /* Toggle level for next write */
                if (BSP_IO_LEVEL_LOW == pin_level_led2)
                {
                    pin_level_led2 = BSP_IO_LEVEL_HIGH;
                }
                else
                {
                    pin_level_led2 = BSP_IO_LEVEL_LOW;
                }
                R_BSP_PinWrite((bsp_io_port_pin_t) g_bsp_leds.p_leds[0], pin_level_led2);
                break;
            case 2:
                if (BSP_IO_LEVEL_LOW == pin_level_led3)
                {
                    pin_level_led3 = BSP_IO_LEVEL_HIGH;
                }
                else
                {
                    pin_level_led3 = BSP_IO_LEVEL_LOW;
                }
                R_BSP_PinWrite((bsp_io_port_pin_t) g_bsp_leds.p_leds[1], pin_level_led3);
                break;
            default:
                ;
        }

        /* FIXME: Since this is a temporary process, so re-create a waiting process yourself. */
        R_BSP_SoftwareDelay(TOUCH_SCAN_INTERVAL_EXAMPLE, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
    }
}

编译并烧录后，可以通过触摸按键改变LED2和LED3的状态。

总结

Renesas的QE for CapTouch从硬件配置、触摸校准、软件驱动和调试监控提供方便使用的工具用于触摸应用的开发。