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使用AT42QT1010和STM32F410RB提供直观可靠的触控界面

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Cap Touch Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Cap Touch Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

为了精准和高效,我们的电容式触摸键解决方案提供了无缝集成到各种应用程序中的可能性,使用户能够体验流畅和响应迅速的触摸交互。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Cap Touch Click基于微芯片的AT42QT1010,这是一个单键QTouch®触摸传感器IC。这个IC具有先进的功能,如自校准、自动漂移补偿、噪声滤波和基于专利电荷传输方法的专有QTouch®技术。这些特性使Cap Touch Click能够展现出可靠而准确的触摸检测能力。电容式触摸传感是基于检测电容的变化,这种变化是由外部物体的影响引起的。传感器的电容,也称为天线,将被测量和监控。如果在检测积分器处理后发生了显著变化,触摸事件将被确认。Cap Touch Click是根据这些要求设计的,因此它可以成功地检测到触摸。该IC使用短脉冲来监视电容,有三种工作模式:快速模式、低功耗模式和同步模式。通过将SYNC/MODE引脚拉到mikroBUS™的PWM引脚,可在快速模式和低功耗模式之间进行切换,分别设置为高电平或低电平。快速模式提供最快的检测时间,但它使用的功率最大,因

为设备连续发送测量脉冲,之间大约有1ms的延迟。如果PWM引脚保持永久处于高电平逻辑状态,设备将在此模式下工作。低功耗模式将发送测量脉冲,之间大约间隔80ms,显著降低功耗,以及设备的响应性。然而,当检测到触摸时,设备将再次进入快速模式,使检测积分器能够检测到有效的触摸事件。如果PWM引脚保持永久处于低电平逻辑状态,设备将在低功耗模式下工作。同步模式通过PWM引脚提供的时钟信号控制测量脉冲的定时,当使用更多设备或增强对来自低频源(如50Hz或60Hz主信号)的干扰时,它减少串扰。设备的输出路由到mikroBUS™的INT引脚。输出引脚是高电平的,当检测到有效事件时,它将被设置为高电平。输出将在触摸事件处于活动状态时保持在高电平(触摸保持),并将由Max On持续时间特性终止 - 设置为约60秒的定时器。如果Max On持续时间特性终

止了事件,设备将重新校准。Max On持续时间特性通常解决了按钮检测到事件时间过长的问题。如果一个物体阻挡了传感器板,例如添加了一个保护性塑料层,这个特性将重新校准传感器以适应这个塑料层。在每次上电循环后,设备将重新校准自己。这需要一些时间,因此在构建自定义应用程序时应予以考虑。MIKROE提供了库和演示应用程序,可以作为未来设计的参考点。该设备的输出太弱,无法驱动LED。然而,一个触摸按钮只能与LED或其他指示器一起使用。Cap Touch Click配备了N型MOSFET晶体管,通过AT42QT1010 IC的输出引脚激活。它可以轻松驱动一个红色LED。标有VCC SEL的表面贴装跳线用于选择设备的工作电压。它能够与3.3V和5V的MCU配合使用。除了用于模式选择的PWM引脚和用于将按钮状态传递给MCU的INT引脚外,不使用mikroBUS™的其他引脚。

Cap Touch Click top side image
Cap Touch Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,支持 ST-LINK USB VBUS 或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
NC
NC
RST
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
Mode Selection / Sync
PC8
PWM
Touch Detection
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
NC
NC
SCL
NC
NC
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

Cap Touch Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F410RB MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 front image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
EEPROM 13 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU MB 1 Mini B Conn - upright/background 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

这个库包含了 Cap Touch Click 驱动程序的 API。

关键函数:

  • captouch_set_mode - 模式选择功能

  • captouch_get_touch - 获取触摸状态功能

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 
 * \brief Cap Touch Click example
 * 
 * # Description
 * Demo application is used to shows basic controls Cap Touch click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Configuring clicks and log objects.
 * Settings the click in the default configuration.
 * 
 * ## Application Task  
 *  Checks for a new touch event. If so, prints the message to USBUART.
 * 
 * \author Katarina Perendic
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "captouch.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static captouch_t captouch;
static log_t logger;
// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    captouch_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    captouch_cfg_setup( &cfg );
    CAPTOUCH_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    captouch_init( &captouch, &cfg );

    captouch_default_cfg( &captouch );
}

void application_task ( void )
{
    uint8_t touch;

    //  Task implementation.

    touch = captouch_get_touch( &captouch );
    if ( touch != 0 )
    {
        log_printf( &logger, "-- New Touch\r\n" );
        Delay_ms( 200 );
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

    for ( ; ; )
    {
        application_task( );
    }
}


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

额外支持

资源

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