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[STM32F1] 【HAL库每天一例】第019例：TIM-通用定时器输入捕获(电容按...

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 楼主| 亼亽 发表于 2016-5-24 08:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
通用定时器, 电容, TI, AD, pad
【HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。。。。。
我们将**每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。
例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图
等级不够，不给发连接（去掉下面链接空格）
百度云：pan. baidu. com/s/1jIvrqlC
（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新\1. 软件设计之基本裸机例程(HAL库版本)\YSF1_HAL-019. TIM-通用定时器输入捕获(电容按键)）
stm32f103zet6定时器功能引脚.png
/**
  ******************************************************************************
  *                           硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL-019. TIM-通用定时器输入捕获(电容按键)
  *   
  ******************************************************************************
  * 说明：
  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：ing10bbs
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
  ******************************************************************************
  */

【1】例程简介
  系统滴答定时器一般用来提供“心跳”作用，而STM32定时器最基本功能也是定时，可以设置不同
时间长度的定时。定时器除了最基本的定时功能外，定时器与GPIO有挂钩使得它可以发挥强大的作用，
比如可以输出不同频率、不同占空比的方波信号、PWM信号，同时做为输入捕获功能时，可以测量脉冲
宽度、实现电容按键检测等等。
  STM32F103ZET6总共有8个定时器，TIM1和TIM8是高级控制定时器，TIM2、3、4、5是通用定时器，
TIM6和TIM7是基本定时器。
电容按键在有和没有手指按下时充电时间有所不同，我们可以先对电容按键放电，测出没有手指按下
时充电时间，然后以它为基准，不断测出充电时间，如果有手指按下时得到的充电比没有手指按下有较
大不同，这样就可以判断电容按键状态。

【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号     IO端口      目标功能引脚        出厂默认设置
  JP1        PA10        TXD(CH340G)          已接入
  JP2        PA9         RXD(CH340G)          已接入
  
【3】操作及现象
  使用开发板配套的MINI USB线连接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口，在PC端打开
串口调试助手，设置参数为118200 8-NO-1。下载完程序之后，在串口调试助手可接收到提示信息，当
我们手指按下电容按键时，蜂鸣器响一声，在串口调试助手可以看到充电时间较没有按下时大。
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/
CubeMX_1.jpg
CubeMX_2.jpg
CubeMX_3.jpg
CubeMX_4.jpg
CubeMX_5.jpg
CubeMX_6.jpg
CubeMX_7.jpg
CubeMX_8.jpg
bsp_touchpad.h文件内容：
复制
  1. #ifndef __TOUCHPAD_KEY_H__
    

  2. #define __TOUCHPAD_KEY_H__
    


  3. 

  4. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
    

  5. #include "stm32f1xx_hal.h"
    


  6. 

  7. /* 类型定义 ------------------------------------------------------------------*/
    


  8. 

  9. /* 宏定义 --------------------------------------------------------------------*/
    

  10. #define TOUCHPAD_TIMx                        TIM5
    

  11. #define TOUCHPAD_TIM_RCC_CLK_ENABLE()        __HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE()
    

  12. #define TOUCHPAD_TIM_RCC_CLK_DISABLE()       __HAL_RCC_TIM5_CLK_DISABLE()
    


  13. 

  14. #define TOUCHPAD_GPIO_RCC_CLK_ENABLE()       __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
    

  15. #define TOUCHPAD_GPIO_PIN                    GPIO_PIN_1
    

  16. #define TOUCHPAD_GPIO                        GPIOA
    

  17. #define TOUCHPAD_TIM_CHANNEL                 TIM_CHANNEL_2
    

  18. #define TOUCHPAD_TIM_FLAG_CCR                TIM_FLAG_CC2
    


  19. 

  20. // 定义定时器预分频，定时器实际时钟频率为：72MHz/（TOUCHPAD_TIMx_PRESCALER+1）
    

  21. #define TOUCHPAD_TIM_PRESCALER              47 //1.5MHz
    


  22. 

  23. // 定义定时器周期
    

  24. #define TOUCHPAD_TIM_ARR                     0xFFFF
    


  25. 

  26. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    

  27. extern TIM_HandleTypeDef htimx;
    


  28. 

  29. /* 函数声明 ------------------------------------------------------------------*/
    

  30. uint8_t TOUCHPAD_Init(void);
    

  31. uint8_t TOUCHPAD_Scan(uint8_t mode);
    


  32. 

  33. #endif        /* __TOUCHPAD_KEY_H__ */
    

  34. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

bsp_touchpad.c文件内容：
复制
  1. /**
    

  2.   ******************************************************************************
    

  3.   * 文件名程: bsp_touchpad.c 
    

  4.   * 作    者: 硬石嵌入式开发团队
    

  5.   * 版    本: V1.0
    

  6.   * 编写日期: 2015-10-04
    

  7.   * 功    能: 触摸板电容按键底层驱动实现
    

  8.   ******************************************************************************
    

  9.   * 说明：
    

  10.   * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
    

  11.   * 
    

  12.   * 淘宝：
    

  13.   * 论坛：ing10bbs
    

  14.   * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
    

  15.   ******************************************************************************
    

  16.   */
    

  17. /* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
    

  18. #include "touchpad/bsp_touchpad.h"
    


  19. 

  20. /* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
    

  21. /* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
    

  22. //触摸的门限值,也就是必须大于tpad_default_val+TOUCHPAD_GATE_VAL,才认为是有效触摸.
    

  23. #define TOUCHPAD_GATE_VAL         80
    


  24. 

  25. /* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
    

  26. TIM_HandleTypeDef htimx;
    

  27. __IO  uint16_t tpad_default_val=0;/* 空载的时候(没有手按下),计数器需要的时间  */
    


  28. 

  29. /* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
    

  30. /* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
    

  31. /* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
    

  32. /**
    

  33.   * 函数功能: 通用定时器初始化并配置通道PWM输出
    

  34.   * 输入参数: 无
    

  35.   * 返 回 值: 无
    

  36.   * 说    明: 无
    

  37.   */
    

  38. static void TOUCHPAD_TIMx_Init(void)
    

  39. {
    

  40.   TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig;
    

  41.   TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;
    

  42.   TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;
    

  43.   
    

  44.   htimx.Instance = TOUCHPAD_TIMx;
    

  45.   htimx.Init.Prescaler = TOUCHPAD_TIM_PRESCALER;
    

  46.   htimx.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
    

  47.   htimx.Init.Period = TOUCHPAD_TIM_ARR;
    

  48.   htimx.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
    

  49.   HAL_TIM_Base_Init(&htimx);
    


  50. 

  51.   sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
    

  52.   HAL_TIM_ConfigClockSource(&htimx, &sClockSourceConfig);
    


  53. 

  54.   sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
    

  55.   sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
    

  56.   HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htimx, &sMasterConfig);
    

  57.   
    

  58.   sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
    

  59.   sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
    

  60.   sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
    

  61.   sConfigIC.ICFilter = 3;
    

  62.   HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htimx, &sConfigIC, TOUCHPAD_TIM_CHANNEL);
    

  63. }
    


  64. 

  65. /**
    

  66.   * 函数功能: 基本定时器硬件初始化配置
    

  67.   * 输入参数: htim_base：基本定时器句柄类型指针
    

  68.   * 返 回 值: 无
    

  69.   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用
    

  70.   */
    

  71. void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base)
    

  72. {
    

  73.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    

  74.   if(htim_base->Instance==TOUCHPAD_TIMx)
    

  75.   {
    

  76.     /* 基本定时器外设时钟使能 */
    

  77.     TOUCHPAD_TIM_RCC_CLK_ENABLE();
    

  78.     /* 定时器通道引脚时钟使能 */
    

  79.     TOUCHPAD_GPIO_RCC_CLK_ENABLE();
    

  80.     /* 定时器通道引脚配置：捕获功能设置为输入模式 */
    

  81.     GPIO_InitStruct.Pin = TOUCHPAD_GPIO_PIN;
    

  82.     GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    

  83.     GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
    

  84.     HAL_GPIO_Init(TOUCHPAD_GPIO, &GPIO_InitStruct);
    

  85.   }
    

  86. }
    


  87. 

  88. /**
    

  89.   * 函数功能: 基本定时器硬件反初始化配置
    

  90.   * 输入参数: htim_base：基本定时器句柄类型指针
    

  91.   * 返 回 值: 无
    

  92.   * 说    明: 该函数被HAL库内部调用
    

  93.   */
    

  94. void HAL_TIM_Base_MspDeInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base)
    

  95. {
    

  96.   if(htim_base->Instance==TOUCHPAD_TIMx)
    

  97.   {
    

  98.     /* 基本定时器外设时钟禁用 */
    

  99.     TOUCHPAD_TIM_RCC_CLK_DISABLE();
    

  100.     
    

  101.     HAL_GPIO_DeInit(TOUCHPAD_GPIO, TOUCHPAD_GPIO_PIN);
    

  102.   }
    

  103. } 
    


  104. 

  105. /**
    

  106.   * 函数功能: 复位一次,为电容按键放电
    

  107.   * 输入参数: 无
    

  108.   * 返 回 值: 无
    

  109.   * 说    明：无
    

  110.   */
    

  111. static void TOUCHPAD_Reset(void)
    

  112. {
    

  113.    /* 定义IO硬件初始化结构体变量 */
    

  114.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    

  115.         
    

  116.         /* 使能电容按键引脚对应IO端口时钟 */  
    

  117.   TOUCHPAD_GPIO_RCC_CLK_ENABLE();
    

  118.   
    

  119.   /* 设置引脚输出为低电平 */
    

  120.   HAL_GPIO_WritePin(TOUCHPAD_GPIO, TOUCHPAD_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET);  
    

  121.   
    

  122.   /* 设定电容按键对应引脚IO编号 */
    

  123.   GPIO_InitStruct.Pin = TOUCHPAD_GPIO_PIN;
    

  124.   /* 设定电容按键对应引脚IO为输出模式 */
    

  125.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    

  126.   /* 设定电容按键对应引脚IO操作速度 */
    

  127.   GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    

  128.   /* 初始化电容按键对应引脚IO */
    

  129.   HAL_GPIO_Init(TOUCHPAD_GPIO, &GPIO_InitStruct);  
    


  130. 

  131.         HAL_Delay(5);
    


  132. 

  133.         __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htimx,0); // 清零定时器计数  
    

  134.   __HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htimx, TIM_FLAG_UPDATE|TIM_FLAG_CC2);//清除中断标志
    

  135.   
    

  136.   GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    

  137.   GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    

  138.   HAL_GPIO_Init(TOUCHPAD_GPIO, &GPIO_InitStruct);
    

  139.   
    

  140.   HAL_TIM_IC_Start(&htimx,TOUCHPAD_TIM_CHANNEL);  
    

  141. }
    


  142. 

  143. /**
    

  144.   * 函数功能: 得到定时器捕获值，如果超时,则直接返回定时器的计数值.
    

  145.   * 输入参数: 无
    

  146.   * 返 回 值: uint16_t:定时器捕获值
    

  147.   * 说    明：无
    

  148.   */
    

  149. static uint16_t TOUCHPAD_Get_Val(void)
    

  150. {
    

  151.         TOUCHPAD_Reset();
    

  152.         while(__HAL_TIM_GET_FLAG(&htimx,TOUCHPAD_TIM_FLAG_CCR)==RESET)
    

  153.   {    
    

  154.     uint16_t count;
    

  155.     count=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htimx);
    

  156.                 if(count>(TOUCHPAD_TIM_ARR-500))
    

  157.       return count;//超时了,直接返回CNT的值
    

  158.         };        
    

  159.         return HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htimx,TOUCHPAD_TIM_CHANNEL);          
    

  160. } 
    


  161. 

  162. /**
    

  163.   * 函数功能: 读取n次,取最大值
    

  164.   * 输入参数: n：连续获取的次数
    

  165.   * 返 回 值: n次读数里面读到的最大读数值
    

  166.   * 说    明：无
    

  167.   */
    

  168. static uint16_t TOUCHPAD_Get_MaxVal(uint8_t n)
    

  169. {
    

  170.         uint16_t temp=0;
    

  171.         uint16_t res=0;
    

  172.         while(n--)
    

  173.         {
    

  174.                 temp=TOUCHPAD_Get_Val();//得到一次值
    

  175.                 if(temp>res)res=temp;
    

  176.         };
    

  177.         return res;
    

  178. }  
    


  179. 

  180. /**
    

  181.   * 函数功能: 初始化触摸按键,获得空载的时候触摸按键的取值.
    

  182.   * 输入参数: 无
    

  183.   * 返 回 值: 0,初始化成功;1,初始化失败
    

  184.   * 说    明：无
    

  185.   */
    

  186. uint8_t TOUCHPAD_Init(void)
    

  187. {
    

  188.         uint16_t buf[10];
    

  189.         uint16_t temp;
    

  190.         uint8_t i,j;
    

  191.   /* 以1.5Mhz的频率计数  */
    

  192.         TOUCHPAD_TIMx_Init();
    

  193.   HAL_TIM_IC_Start(&htimx,TOUCHPAD_TIM_CHANNEL);
    

  194.   
    

  195.   /* 连续读取10次 */
    

  196.         for(i=0;i<10;i++)
    

  197.         {                                 
    

  198.                 buf[i]=TOUCHPAD_Get_Val();
    

  199.                 HAL_Delay(10);            
    

  200.         }
    

  201.   /* 排序 */
    

  202.         for(i=0;i<9;i++)
    

  203.         {
    

  204.                 for(j=i+1;j<10;j++)
    

  205.                 {
    

  206.       /* 升序排列 */
    

  207.                         if(buf[i]>buf[j])
    

  208.                         {
    

  209.                                 temp=buf[i];
    

  210.                                 buf[i]=buf[j];
    

  211.                                 buf[j]=temp;
    

  212.                         }
    

  213.                 }
    

  214.         }
    

  215.         temp=0;
    

  216.   /* 取中间的6个数据进行平均 */
    

  217.         for(i=2;i<8;i++)temp+=buf[i];
    

  218.         tpad_default_val=temp/6;
    

  219.         printf("tpad_default_val:%d\r\n",tpad_default_val);        
    

  220.   /* 初始化遇到超过TPAD_ARR_MAX_VAL/2的数值,不正常! */
    

  221.         if(tpad_default_val>TOUCHPAD_TIM_ARR/2)return 1;
    

  222.         return 0;                                                                            
    

  223. }
    


  224. 

  225. /**
    

  226.   * 函数功能: 扫描触摸按键
    

  227.   * 输入参数: 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)
    

  228.   * 返 回 值: 0,没有按下;1,有按下;        
    

  229.   * 说    明：无
    

  230.   */
    

  231. uint8_t TOUCHPAD_Scan(uint8_t mode)
    

  232. {
    

  233.         static uint8_t keyen=0;        //0,可以开始检测;>0,还不能开始检测         
    

  234.         uint8_t res=0;
    

  235.         uint8_t sample=3;                //默认采样次数为3次         
    

  236.         uint16_t rval;
    

  237.         if(mode)
    

  238.         {
    

  239.                 sample=6;        //支持连按的时候，设置采样次数为6次
    

  240.                 keyen=0;        //支持连按          
    

  241.         }
    

  242.         rval=TOUCHPAD_Get_MaxVal(sample); 
    

  243.         printf("scan_rval=%d\n",rval);
    

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

  245.         {                                                
    

  246.                   rval=TOUCHPAD_Get_MaxVal(sample);                 
    

  247.                 if((keyen==0)&&(rval>(tpad_default_val+TOUCHPAD_GATE_VAL)))//大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,有效
    

  248.                 {
    

  249.                         res=1;
    

  250.                 }                                                                   
    

  251.                 keyen=5;                                //至少要再过5次之后才能按键有效   
    

  252.         }else if(keyen>2)keyen=2;         //如果检测到按键松开,则直接将次数将为2,以提高响应速度
    

  253.         if(keyen)keyen--;                                                                                                                                                          
    

  254.         return res;
    

  255. }         
    

  256. /******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

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mmuuss586 发表于 2016-5-24 13:49 | 显示全部楼层
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