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使用 IQS266 和 STM32F446RE 创造具有先进控制功能的创新解决方案

直观控制的艺术

SwipeSwitch Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

SwipeSwitch Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

为了简化交互并提高可访问性,我们的解决方案利用电容触摸、手势识别和接近感应的强大功能,为用户提供了一种自然且响应迅速的设备交互方式。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

SwipeSwitch Click基于Azoteq的IQS266集成触控板控制器电路,采用ProxSense®和IQ Switch®技术。这个集成的触控控制器具有两个接收器和三个发射器,允许形成2x3电容触控板。通过在PCB上的特定走线模式,Click板™可以感知多种滑动手势,并提供多种配置参数。通过采用经过验证的ProxSense®和IQ Switch®技术,IQS266设备可以在各种环境条件下提供可靠的触控检测。它使用业界标准的I2C通信接口,并附加了用于事件信号和通信协议握手的RDY引脚。除了五个电容触控传感电极,IQS266还集成了一个接近通道。当用户接近触控面板时,这个通道可以将设备从待机模式唤醒,从而确保较低的总体功耗。CH0是一个专用的接近/触控通道,在IQS266设置中被视为单独的通道组。可以为此通道定义接近和触控阈值。自动调谐实现(ATI)通

过监控采样值确保传感通道的最佳灵敏度。开发人员可以为两组通道(通道0和通道1-6)设置ATI目标。一旦设置了这些目标,ATI算法将尝试匹配它们,确保在各种操作条件下的一致行为。用户还可以关闭/强制ATI功能,以按需重新调谐传感器电极。否则,IQS266将自动在计数漂移到预定义的ATI带外时重新调谐电极,以确保最佳灵敏度。RDY引脚有两个功能。它可以用作中断事件引脚,在事件模式下信号事件发生,或在“数据准备就绪”事件时,RDY引脚将被驱动到低逻辑电平,以信号事件发生,允许它在主机MCU上生成中断。然而,主机MCU可以将RDY引脚拉低以启动通信窗口(通信协议握手),请求设备的数据。RDY引脚连接到mikroBUS™的INT引脚。IQS266可以设置为在流模式或事件模式下工作。当在事件模式下工作时,只有在选择

的事件发生后,RDY引脚才会指示通信窗口。有几种事件:低功耗、滑动、轻击、ATI、触控板、触控和接近事件。每个事件的RDY引脚驱动模式的更多详细信息可以在IQS266数据手册中找到。IQS266非常灵活,允许根据需要调整许多参数。这些参数包括各种模式的超时周期(缩放模式超时、低功耗模式超时、RDY超时等)、各种事件和通道的阈值、一些特殊的感应参数等。开发人员可以通过I2C接口向IQS266 IC的寄存器写入适当的值来设置这些参数。有关每个寄存器的详细描述,请参阅数据手册。然而,Click板™由一组兼容mikroSDK的函数库支持,简化并加快了开发速度。它还附带一个演示应用程序,演示了这些函数的使用。

SwipeSwitch Click top side image
SwipeSwitch Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F446RE 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 STM32F446RE MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

512

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

131072

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
NC
NC
PWM
Data Ready
PC14
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
NC
NC
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

SwipeSwitch Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo 64 with STM32F446RE MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
Board mapper by product8 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

软件支持

库描述

该库包含 SwipeSwitch Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • swipeswitch_read_gestures - 此函数读取手势。

  • swipeswitch_read_x_coordinate - 此函数读取X坐标。

  • swipeswitch_read_y_coordinate - 此函数读取Y坐标。

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 SwipeSwitch Click example
 * 
 * # Description
 * This Click is based on integrated touch controller featuring 2 receivers and 3 transmitters, 
 * allowing a 2x3 capacitive touch trackpad to be formed. By using a specific trace pattern on the PCB, 
 * the Click board is able to sense several different swipe gestures, offering several different configuration parameters.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initialization and configuration of the chip for measurement
 * 
 * ## Application Task  
 * In the first test mode, it checks whether or not a new event ocurred (TAP or SWIPE). 
 * If it did, it writes out data regarding that event via UART.
 * In the second test mode, X and Y coordinates are being read and logged via UART.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "swipeswitch.h"

#define SWIPESWITCH_GESTURE_MODE        0    
#define SWIPESWITCH_POSITION_MODE       1                

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

static swipeswitch_t swipeswitch;
static log_t logger;

static uint8_t x_coordinate = 0;
static uint8_t y_coordinate = 0;
static uint8_t old_x_coordinate = 0;
static uint8_t old_y_coordinate = 0;
static uint8_t events = 0;
static uint8_t gestures = 0;
static uint8_t display_mode;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    swipeswitch_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.

    swipeswitch_cfg_setup( &cfg );
    SWIPESWITCH_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    swipeswitch_init( &swipeswitch, &cfg );
    Delay_ms ( 300 );
    
    display_mode = SWIPESWITCH_GESTURE_MODE;
    
    if ( display_mode == SWIPESWITCH_GESTURE_MODE)
    {
        log_printf( &logger, "<<< GESTURE MODE >>> \r\n" ); 
    }
    else if ( display_mode == SWIPESWITCH_POSITION_MODE)
    {
        log_printf( &logger, "<<< POSITION MODE >>> \r\n" ); 
    }
}

void application_task ( void )
{
    if ( display_mode == SWIPESWITCH_GESTURE_MODE)
    {
        events = swipeswitch_read_events( &swipeswitch );
        gestures = swipeswitch_read_gestures( &swipeswitch );

        
        if ( ( events & ( SWIPESWITCH_EVENT_SWIPE ) ) != 0 )
        {
            if ( ( gestures & SWIPESWITCH_GESTURE_SWIPE_UP ) != 0 )
            {
                log_printf( &logger, "SWIPE UP \r\n" );
            }
            if ( ( gestures & SWIPESWITCH_GESTURE_SWIPE_DOWN ) != 0 )
            {
                log_printf( &logger, "SWIPE DOWN \r\n" );
            }
            if ( ( gestures & SWIPESWITCH_GESTURE_SWIPE_LEFT ) != 0 )
            {
                log_printf( &logger, "SWIPE LEFT \r\n" );
            }
            if ( ( gestures & SWIPESWITCH_GESTURE_SWIPE_RIGHT ) != 0 )
            {
                log_printf( &logger, "SWIPE RIGHT \r\n" );
            }
        }
        
        else if ( ( events & ( SWIPESWITCH_EVENT_TAP ) ) != 0 )
        {
            log_printf( &logger,"TAP \r\n" );
        }
    }
    else if ( display_mode == SWIPESWITCH_POSITION_MODE)
    {
        x_coordinate = swipeswitch_read_x_coordinate( &swipeswitch );
        y_coordinate = swipeswitch_read_y_coordinate( &swipeswitch );

        if ( ( x_coordinate != old_x_coordinate) || ( y_coordinate != old_y_coordinate ) )
        {
            log_printf( &logger,"Coordinate : (%u , %u)\r\n", (uint16_t) x_coordinate, (uint16_t) y_coordinate );

            old_x_coordinate = x_coordinate;
            old_y_coordinate = y_coordinate;
        }
    }
    Delay_ms ( 300 );
}

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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