初学者
10 分钟

使用IQS211B和PIC32MZ2048EFM100实现触控激活的控制

用于高灵敏度触摸检测的单通道电容控制器

Cap Touch 4 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 10月 15, 2024

点击板

Cap Touch 4 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

在各种人机交互场景中添加触摸控制

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Cap Touch 4 Click基于Azoteq的IQS211B,这是一个单通道电容式接近和触摸控制器,专为需要激活或触摸唤醒功能的应用而设计。IQS211B采用ProxSense®技术,提供高度灵敏的自电容测量,使其非常适合用于接近激活解决方案、人机接口设备和家电。板载的触摸感应垫位于电路板正面,标有圆形触摸感应区域,确保用户轻松互动。此外,它还包含信号调理功能,用于补偿寄生电容并提供准确的信号增益,确保在各种环境条件下可靠的触摸和接近检测。正如所提到的,IQS211B提供高级功能,例如通过其集成的有限状态机实现自动检测和环境补偿,消除了对主MCU的持续交互需求。这允许设备在不受外

部干扰的情况下平稳运行。它还集成了LDO稳压器,以增强对电源噪声的抗干扰能力,内部振荡器确保一致的性能,并内置校准电容器以在长时间使用中保持准确性。该Click板™采用独特的设计格式,支持新推出的MIKROE功能“Click Snap”。与标准版Click板™不同,此功能允许通过折断PCB,使主传感器区域可移动,从而为实现提供了更多可能性。借助Snap功能,IQS211B可以通过访问标记为1-8的引脚独立运行。此外,Snap部分包含一个指定的固定螺丝孔位置,用户可以将Snap板固定在所需的位置。Cap Touch 4 Click通过标准的2线I2C接口与主MCU通信。在标准操作期间,IQS211B传感器执行电容转换,并

通过进入低功耗睡眠模式来节约能源。此睡眠周期的持续时间是可调的,由采样周期设置控制。IQS211B的一个关键特性是其唤醒功能,它能够立即响应I2C总线上检测到的任何活动。一旦唤醒,传感器立即开始转换,确保在实时应用中快速响应。设备使用固定的I2C地址0x47,简化了在各种系统中的通信集成设置。该Click板™只能在3.3V逻辑电平下运行,并通过mikroBUS™插座的EN引脚激活,提供电源启用功能。在使用不同逻辑电平的MCU之前,必须进行适当的逻辑电平转换。此外,该Click板™还配备了包含易于使用的函数和示例代码的库,供进一步开发参考。

Cap Touch 4 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Device Enable
RA9
RST
ID COMM
RPD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Cap Touch 4 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

该库包含 Cap Touch 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • captouch4_read_system_flags - 此函数用于读取系统标志寄存器。

  • captouch4_read_cap_counts - 此函数用于读取与电容成正比的计数值。系统经过校准,使计数对电容变化的相对测量尽可能敏感。

  • captouch4_read_lta - 此函数用于读取长期平均值(LTA)。LTA用于作为参考值,与电容计数进行比较。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief Cap Touch 4 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of Cap Touch 4 click board by reading
 * the proximity, touch, and movement events.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and performs the click default configuration.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the proximity, touch, and movement events and approximately displays
 * the results on the USB UART every 200ms. The capacitance counts and the long-term
 * average values are also displayed.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "captouch4.h"

static captouch4_t captouch4;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    captouch4_cfg_t captouch4_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    captouch4_cfg_setup( &captouch4_cfg );
    CAPTOUCH4_MAP_MIKROBUS( captouch4_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == captouch4_init( &captouch4, &captouch4_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    if ( CAPTOUCH4_ERROR == captouch4_default_cfg ( &captouch4 ) )
    {
        log_error( &logger, " Default configuration." );
        for ( ; ; );
    }

    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t sys_flags = 0;
    uint8_t movement = 0;
    uint16_t cap_counts = 0;
    uint16_t lta = 0;
    if ( CAPTOUCH4_OK == captouch4_read_system_flags ( &captouch4, &sys_flags ) )
    {
        if ( sys_flags & CAPTOUCH4_SYSFLAGS0_PROX )
        {
            log_printf( &logger, " Proximity detected\r\n" );
        }
        if ( sys_flags & CAPTOUCH4_SYSFLAGS0_TOUCH )
        {
            log_printf( &logger, " Touch detected\r\n" );
        }
        if ( sys_flags & CAPTOUCH4_SYSFLAGS0_MOVEMENT )
        {
            if ( CAPTOUCH4_OK == captouch4_read_movement ( &captouch4, &movement ) )
            {
                log_printf( &logger, " Movement detected: %u\r\n", ( uint16_t ) movement );
            }
        }
        if ( ( sys_flags & CAPTOUCH4_SYSFLAGS0_MOVEMENT ) || 
             ( sys_flags & CAPTOUCH4_SYSFLAGS0_PROX ) || 
             ( sys_flags & CAPTOUCH4_SYSFLAGS0_TOUCH ) )
        {
            if ( CAPTOUCH4_OK == captouch4_read_cap_counts ( &captouch4, &cap_counts ) )
            {
                log_printf( &logger, " Capacitance counts: %u\r\n", cap_counts );
            }
            if ( CAPTOUCH4_OK == captouch4_read_lta ( &captouch4, &lta ) )
            {
                log_printf( &logger, " Long-term average: %u\r\n\n", lta );
            }
        }
        else
        {
            log_printf( &logger, " No detected events\r\n\n" );
        }
    }
    Delay_ms ( 200 );
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

额外支持

资源

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