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使用AT42QT1110和STM32F446RE感受触控的不同

互动的未来!

TouchKey 3 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

TouchKey 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

将电容触摸功能融入您的项目中,见证用户体验的转变。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

TouchKey 3 Click使用Microchip的AT42QT1110,这是一款11键的QTouch®触摸传感器集成电路。它可以根据应用的不同以几种不同的方式进行配置:可以用于支持更多或更少的传感器通道,支持直接输出以触发特定通道上的中断,可以使用其#CHANGE输出引脚在传感器之一检测到触摸事件时触发一个全局中断,或者通过使用SYNC输入信号在特定时间间隔内触发感应脉冲来改善功耗。TouchKey 3 Click使用七个电容感应通道,其中#CHANGE引脚被路由到mikroBUS™的INT引脚,这样如果任何传感器检测到触摸事件,就可以触发中断。这可以在按下按键时触发SPI读取周期,而不需要不断轮询AT42QT1110的寄存器。然而,#CHANGE引脚的行为是可编程的,关于其功能的更多信息可以在AT42QT1110的数据手册中找到。SYNC引脚被拉高并且未被使用,允许单击板在Free Run模式下运行,这可以实现最快的按键按下检测时间。AT42QT1110的#RESET引脚被路由到mikroBUS™的RST引脚,并且用于重置设备并重新初始化其工作参数-可以使用存储在EEPROM中的值或者在EEPROM中不包含任何保存的值的情况下加载到RAM中的默认值。在RESET事件发生后的160ms内SPI将不可用。该引脚应拉到高逻辑电平以重置设

备。AT42QT1110传感器具有用于配置设备工作参数的内部寄存器。设备模式寄存器是重要的配置寄存器之一,用于控制单击板的整体操作。设备模式寄存器的KEY_AC位用于设置检测触发模式:通过SYNC引脚为0或通过内部定时器为1(应设置为1,因为SYNC引脚被拉到高逻辑电平);MODE位:用于7个或11个通道配置的0或1(应设置为0以进行7个通道操作);信号位:串行为0,并行为1;SYNC位:用于上升沿的0,零电平检测的1(由于KEY_AC设置为1,因此忽略);重复时间位字段:这四个位设置扫描间隔之间的重复时间。如果将重复时间设置为0,则新的扫描周期将在上一个周期之后立即执行,从而实现最快的触摸检测。该位字段的值乘以16ms即可得到最终的重复时间。TouchKey 3 click还具有信号处理功能,以提供更好的按钮检测。相邻按键抑制(AKS®)技术可以在每个通道上进行配置。启用了AKS®的通道组将被处理,以便仅保留检测到的按键,而其他传感器将被忽略。当当前活动按键释放时,启用了AKS®的其他传感器将仅被激活。未选择AKS®的传感器通道将保留同时感应触摸的能力。这项技术可以提供更好的按键准确性,并减少需要按键按下检测精度的应用中的虚假检测。检测集成(DI)是另一种用于

更好地感应按键按下的技术。当按键首次被按下时,将启动一个计数器。如果计数器超时且传感器通道仍然检测到按键按下,则该按键按下将被声明为真。否则将被忽略为假。这充当了一种去抖动,并防止了虚假检测。DI技术是按传感器实现的。AT42QT1110 IC具有EEPROM存储器,可存储当前RAM设置。所有寄存器都保存在RAM中,并且在上电复位事件(POR)后,EEPROM存储器中存储的值将自动复制到寄存器中。否则,寄存器将加载默认值。所有这些功能都可以通过SPI总线进行访问和配置。SPI通信可以是快速SPI模式或完整SPI模式。在快速SPI模式下工作时,设备将发送包含基本数据的7字节序列,例如通道的检测和错误状态。在此模式下,不需要主机MCU命令,并且此序列将连续从AT42QT1110 IC中时钟输出。通过在通信选项设置寄存器中设置SPI_EN位可以启用快速SPI模式。所有SPI引脚和片选引脚均被路由到mikroBUS™上的适当引脚。标记为VCC SEL的板载SMD跳线选择电源供应和逻辑电压电平。此点击板可与3.3V和5V MCU一起工作。提供的TouchKey 3 Click库包含用于配置设备和全面直观地读取触摸事件的函数。包含的示例应用程序演示了这些函数的使用,并可用作自定义设计的参考。

TouchKey 3 Click top side image
TouchKey 3 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
Reset
PC12
RST
SPI Chip Select
PB12
CS
SPI Clock
PB3
SCK
SPI Data OUT
PB4
MISO
SPI Data IN
PB5
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
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!”

原理图

TouchKey 3 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 STM32F446RE 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

这个库包含了TouchKey 3 Click驱动程序的API。

关键功能:

  • touchkey3_send_command - 执行可能的命令之一。

  • touchkey3_send_request - 发送请求命令,并返回响应。

  • touchkey3_get_data - 从所选配置寄存器读取数据。

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \file 
 * \brief TouchKey3 Click example
 * 
 * # Description
 * This click uses 7 capacitive sensing channels, with the #CHANGE pin routed to the INT pin of the mikroBUS™, 
 * so that an interrupt can be triggered if any of the sensors detect a touch event. 
 * This can be used to trigger an SPI read cycle only when the key is actually pressed, 
 * avoiding the need for constant polling of the sensor registers.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes click driver and performs a soft reset of the click.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the status of the keys, and outputs a message if a key is touched.
 * 
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "touchkey3.h"


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

static touchkey3_t touchkey3;
static log_t logger;

static uint8_t return_data[ 2 ];
static uint8_t counter;
static uint8_t temp;
static uint8_t old_state;
static const uint16_t timeout_state = 1000;
static uint16_t timeout_cnt;

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

uint8_t calculationt_index ( uint8_t data_in )
{
    uint8_t counter = 2;
    
    if ( data_in <= 2 )
    {
        return data_in;
    }
    
    while ( data_in > 2 )
    {
        data_in /= 2;
        counter++;
    }
    
    return counter;
}

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    touchkey3_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.

    touchkey3_cfg_setup( &cfg );
    TOUCHKEY3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    touchkey3_init( &touchkey3, &cfg );

    touchkey3_reset( &touchkey3 );
    touchkey3_send_command( &touchkey3, TOUCHKEY3_CMD_RESET );
    timeout_cnt = timeout_state;
    
    Delay_ms( 300 );
}

void application_task ( void )
{   
    touchkey3_send_request( &touchkey3, TOUCHKEY3_REQ_ALL_KEYS, &return_data );

    for ( counter = 0; counter < 7; counter++ )
    {
        if ( ( return_data[ 1 ] >> counter ) & 0x01 )
        {
            log_printf( &logger, "Touch detected on key %d\r\n", ( uint16_t )(counter+1) );
            Delay_ms( 1000 );
        }
    }
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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


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

额外支持

资源

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