ESP32 开发笔记(三）源码示例 6_TouchPad_Interrupt 电容触摸中断实现触摸按钮

时间  2020-09-19 标签 esp32 esp 开发 笔记 源码 示例 touchpad interrupt 电容 触摸 中断 实现 按钮

开发板购买连接windows

https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As&ft=t&id=626366733674数组

开发板简介
开发环境搭建 windows
基础例程：
    0_Hello Bug （ESP_LOGX与printf）    工程模板/打印调试输出
    1_LED                                                    LED亮灭控制       
    2_LED_Task                                          使用任务方式控制LED
    3_LEDC_PWM                                      使用LEDC来控制LED实现呼吸灯效果
    4_ADC_LightR                                      使用ADC读取光敏电阻实现光照传感
    5_KEY_Short_Long                              按钮长按短按实现
    6_TouchPad_Interrupt                          电容触摸中断实现
    7_WS2812_RMT                                  使用RMT实现RGB_LED彩虹变色示例
    8_DHT11_RMT                                    使用RMT实现读取DHT11温湿度传感器
    9_SPI_SDCard                                    使用SPI总线实现TF卡文件系统示例
    10_IIC_ADXL345                                使用IIC总线实现读取ADXL345角度加速度传感器
    11_IIC_AT24C02                                 使用IIC总线实现小容量数据储存测试
    12_IR_Rev_RMT                                使用RMT实现红外遥控接收解码（NEC编码）
    13_IR_Send_RMT                              使用RMT实现红外数据发送（NEC编码）
    14_WIFI_Scan                                    附近WIFI信号扫描示例    
    15_WIFI_AP                                        建立软AP示例
    16_WIFI_AP_TCP_Server                  在软AP模式下实现TCP服务端
    17_WIFI_AP_TCP_Client                   在软AP模式下实现TCP客户端
    18_WIFI_AP_UDP                              在软AP模式下实现UDP通信
    19_WIFI_STA                                      建立STA站模链接路由器
    20_WIFI_STA_TCP_Server                在站模式STA下实现TCP服务端
    21_WIFI_STA_TCP_Client                 在站模式STA下实现TCP客户端
    22_WIFI_STA_UDP                            在站模式STA下实现UDP通信
    23_LCD_Test                                      LCD液晶触摸屏显示测试 
    24_LVGL_Test                                     LVGL图形库简单示例app

 

电容式触摸感应技术已经普遍应用于家用电器、消费电子等领域，以此发展的触摸按键产品与传统按键相比按键有下面的优势：函数

    无机械装置，不宜磨损老化，超长使用寿命。
    表面无缝隙，无水分、杂质渗透。
    减小元件使用，BOM 成本下降。
    面板不需开孔，工业设计成本下降。
    产品外观美观，设计灵活。布局

电容式触摸感应技术经过测量面板（传感器）和其环境之间的电容变化来检测触摸界面附近是否有触摸事件发生测试

下面一个典型的触摸传感器系统组成的示意图。ui

touch sensor structure

保护覆盖层
保护覆盖层是指触摸面板。触摸面板必须是绝缘材质，做用是隔离触摸电极与外部环境，起到保护做用。但保护覆盖层会下降触摸的灵敏度，须要根据应用场景选择合适厚度、材质。编码

触摸电极
触摸电极是触摸传感器的重要组成。手指触摸时与触摸电极造成平行板电容器，改变触摸通道的电容量。触摸电极必须是导电材质。样式多变，如 PCB 板上的铜箔、金属板、触摸弹簧等。.net

绝缘基板
对触摸电极起支撑做用，非导电材质。设计

走线
链接触摸电极与芯片，包括 PCB 走线和链接器。走线是引入干扰和寄生电容的主要部分，须要谨慎分配走线的布局。

1、硬件设计/原理

        ESP32 不只提供核心的 Wi-Fi 和蓝牙功能，还集成了丰富的外设，不须要额外的外部元器件便可实现应用，好比，ESP32 支持具备 10 个触摸通道的触摸传感器系统。

        ESP32 提供了多达 10 个的支持电容式触摸传感的 IO，可以检测触摸传感器上因手指接触或接近而产生的电容变化。芯片内部的电容检测电路具备低噪声和高灵敏度的特性，支持用户使用面积较小的触摸垫来实现触摸检测功能，用户也可以使用触摸板阵列以探测更大的区域或更多的测试点。下表列出了 ESP32 中 10 个具有触摸传感功能的 IO。

TOUCH_PAD_NUM0 = 0, /*!< Touch pad channel 0 is GPIO4(ESP32) */
    TOUCH_PAD_NUM1,     /*!< Touch pad channel 1 is GPIO0(ESP32) / GPIO1(ESP32-S2) */
    TOUCH_PAD_NUM2,     /*!< Touch pad channel 2 is GPIO2(ESP32) / GPIO2(ESP32-S2) */
    TOUCH_PAD_NUM3,     /*!< Touch pad channel 3 is GPIO15(ESP32) / GPIO3(ESP32-S2) */
    TOUCH_PAD_NUM4,     /*!< Touch pad channel 4 is GPIO13(ESP32) / GPIO4(ESP32-S2) */
    TOUCH_PAD_NUM5,     /*!< Touch pad channel 5 is GPIO12(ESP32) / GPIO5(ESP32-S2) */
    TOUCH_PAD_NUM6,     /*!< Touch pad channel 6 is GPIO14(ESP32) / GPIO6(ESP32-S2) */
    TOUCH_PAD_NUM7,     /*!< Touch pad channel 7 is GPIO27(ESP32) / GPIO7(ESP32-S2) */
    TOUCH_PAD_NUM8,     /*!< Touch pad channel 8 is GPIO33(ESP32) / GPIO8(ESP32-S2) */
    TOUCH_PAD_NUM9,     /*!< Touch pad channel 9 is GPIO32(ESP32) / GPIO9(ESP32-S2) */

查看原理图，触摸盘链接的GPIO是27，上图能够看出对应的触摸通道是T7

2、程序设计

先引用必要头文件

// Touch Pad Interrupt Example

#include <stdio.h>
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "freertos/queue.h"
#include "esp_log.h"

#include "driver/touch_pad.h"
#include "soc/rtc_periph.h"
#include "soc/sens_periph.h"

主函数

void app_main(void)
{
	uint16_t touch_value;
	ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");
	touch_pad_init();
	// 若是使用中断触发模式，应将触摸传感器FSM模式设置为“ TOUCH_FSM_MODE_TIMER”
	touch_pad_set_fsm_mode(TOUCH_FSM_MODE_TIMER);
	// 设定充放电参考电压：高参考电压，低参考电压，高参考电压衰减
	touch_pad_set_voltage(TOUCH_HVOLT_2V7, TOUCH_LVOLT_0V5, TOUCH_HVOLT_ATTEN_1V);
	// 配置触摸端口
	for (int i = 0; i < TOUCH_PAD_MAX; i++) {
		touch_pad_config(i, TOUCH_THRESH_NO_USE);
	}
	// 初始化并启动软件滤波器
	touch_pad_filter_start(TOUCHPAD_FILTER_TOUCH_PERIOD);

	// 设定中断限值，此时不要触摸，2/3的读取值作为限值
	for (int i = 0; i < TOUCH_PAD_MAX; i++) {
		touch_pad_read_filtered(i, &touch_value);// 读取过滤值
		ESP_LOGI(TAG, "test init: touch pad [%d] val is %d", i, touch_value);
		ESP_ERROR_CHECK(touch_pad_set_thresh(i, touch_value * 2 / 3));// 设置中断限值
	}
	// 注册触摸中断ISR
	touch_pad_isr_register(TouchPad_Intr_CallBack, NULL);
	// 开启一个任务处理电容触摸
	xTaskCreate(&Check_TouchPad_Intr_Task, "Check_TouchPad_Intr_Task", 2048, NULL, 5, NULL);
}

触摸中断处理函数

// 触摸中断处理函数。触摸过的端口保存在s_pad_activated数组中
static void TouchPad_Intr_CallBack(void *arg)
{
	uint32_t pad_intr = touch_pad_get_status();// 读取触摸状态
	touch_pad_clear_status();// 清除中断
	for (int i = 0; i < TOUCH_PAD_MAX; i++) {
		if ((pad_intr >> i) & 0x01) {
			s_pad_activated[i] = true;
		}
	}
}

触摸中断处理任务函数

// 检测触摸中断任务
static void Check_TouchPad_Intr_Task(void *pvParameter)
{
	uint16_t touch_value;
	int Count = 0;
	touch_pad_intr_enable();// 启用中断模式
	//touch_pad_intr_disable();// 禁用中断模式
	touch_pad_clear_status();// 清除触摸状态
	while (1) {
		Count++;
		for (int i = 0; i < TOUCH_PAD_MAX; i++) {
			if (s_pad_activated[i] == true) {				// 中断触发后此位为true
				ESP_LOGI(TAG, "T%d activated!", i);
				vTaskDelay(200 / portTICK_PERIOD_MS);		// 延时一下，等待触摸释放
				s_pad_activated[i] = false;					// 清除触摸信息
				touch_pad_read_filtered(i, &touch_value);	// 读取过滤值
				ESP_LOGI(TAG, "test init: touch pad [%d] val is %d", i, touch_value);
			}
		}
		vTaskDelay(10 / portTICK_PERIOD_MS);
		if (Count > 500) {
			Count = 0;
			ESP_LOGI(TAG, "Waiting for any pad being touched...");
		}
	}
}

3、下载测试

打开ESP-IDF Command Prompt

cd命令进入此工程目录

cd F:\ESP32_DevBoard_File\6_TouchPad_Interrupt

查看电脑设备管理器中开发板的串口号

执行idf.py -p COM9 flash monitor从串口9下载并运行打开口显示设备调试信息   Ctrl+c退出运行

下载完成后要等待电容初始化初始值后再触摸，用手指触摸miniUSB口旁边的触摸盘，查看串口打印信息

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