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享受与STM32F446RE和MTCH6301相结合的顺滑超灵敏触控板

增强您的手势操作

Touchpad 3 Click with Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

Touchpad 3 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F446RE MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F446RE

轻松使用直觉的手指动作进行导航、滚动和缩放。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

Touchpad 3 Click基于MTCH6301,这是一款一体化的电容式触摸控制器,允许用户快速轻松地将投影电容式触摸集成到其应用中,来自Microchip。MTCH6301具有多点触摸功能,可支持多达10个触摸点,手势检测、报告、单点和双点绘制、自身或互感信号采集,以及内置噪声检测和滤波。单指手势是导航功能丰富的人机界面的一种快速直观的方式。它支持11种单指手势的本地操作,无需主处理器的交互。在Touchpad 3 Click的前端,有一个清晰定义的区域,代表着触摸板区域。这个区域是PCB上的一组导电电极矩阵,彼此电气隔离,排列

成X和Y的行和列。一个电极由多个菱形元素组成,每个元素通过一个导电颈相连。Touchpad 3 Click通过标准的I2C 2-Wire接口与MCU通信,最大速度为400kbps。MTCH6301的I2C协议遵循串行流格式,而不是基于寄存器的协议。对于已完成的I2C协议,设备将会触发活动高电平的INT引脚,在所有其他活动中,当新的数据包准备发送到主机时,该引脚保持低电平。此事件可能发生在两种情况下:当命令已发送到控制器时,当新的触摸或手势数据可用时,或当对此命令的响应准备就绪时。如前所述,MTCH6301利用INT引脚信号来指示数据

何时可用,以及主控制器应调用主读取。除此功能外,此Click板™还在mikroBUS™插座的RST引脚上提供了一个复位功能,通过将RST引脚拉低来复位MTCH6301。当释放时,设备将会触发INT引脚,直到完成初始化例程。为了使用方便,MTCH6301具有推荐的启动序列,这也可以在MIKROE为其用户提供的示例代码中找到。此Click板™设计仅用于3.3V逻辑电压级别。在使用不同逻辑电平的MCU时,应进行适当的逻辑电压级别转换。然而,此Click板™配备有一个包含易于使用功能和示例代码的库,可用作进一步开发的参考。

Touchpad 3 Click top side image
Touchpad 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
NC
NC
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
Interrupt
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

Touchpad 3 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

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 Touchpad 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • touchpad3_general_configuration - 此函数执行MTCH6301的一般配置

  • touchpad3_decoding_configuration - 此函数执行MTCH6301的解码配置

  • touchpad3_sensor_mapping_configuration - 此函数配置MTCH6301的传感器映射

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 Touchpad3 Click example
 *
 * # Description
 * This example prints the coordinate points of the position we touch on a click. We use RST and INT
 * pins. The whole project is done through i2c communication.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initialization driver enables - Initializes I2C, set RST pin as an output, set INT pin as input and start to write log. 
 * I2C, perform a hardware reset, configuration (general, decoding, sensor mapping), get device ID and enable the touch, also write log.
 *
 * ## Application Task
 * This is an example that demonstrates the use of the TouchPad 3 click board. TouchPad 3 click board uses USB UART log to display
 * X and Y coordinates of the touch, depending on the selected Touch ID.
 *
 * @author Jelena Milosavljevic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "touchpad3.h"

static touchpad3_t touchpad3;
static log_t logger;
uint8_t touch_id_state;
uint8_t status_data;
uint16_t x_axis; 
uint16_t y_axis;
uint32_t device_id;
touch_data_t touch_data;

void display_status ( void ) {
    
    switch ( status_data ) {
        case ( TOUCHPAD3_CMD_STATUS_SUCCESS ) : { 
            log_printf( &logger, " Command execution successful " );
            Delay_ms( 10 );
            break;
        }
        case ( TOUCHPAD3_CMD_STATUS_PARAM_OUT_OF_RANGE ) : {  
            log_printf( &logger, "    Parameter out of range    " );
            Delay_ms( 10 );
            break;
        }
        case TOUCHPAD3_CMD_STATUS_TIMEOUT: { 
            log_printf( &logger,"           Timeout :          " );
            log_printf( &logger, "  not enough bytes received   " );
            Delay_ms( 10 );
            break;
        }
        case TOUCHPAD3_CMD_STATUS_UNRECOGNIZED: { 
            log_printf( &logger, "     Unrecognized command     ");
            Delay_ms( 10 );
            break;
        }
        case TOUCHPAD3_CMD_STATUS_INVALID_PARAM: {
            log_printf( &logger, "       Invalid parameter      " );
            Delay_ms( 10 );
            break;
        }
        case TOUCHPAD3_CMD_STATUS_MISSING_OR_EXTRA_PARAM: {
            log_printf( &logger, "  Missing or extra parameter  " );
            Delay_ms( 10 );
            break;
        }
        default: { 
            break;
        }
    }
}

void application_init ( void ) {
    log_cfg_t log_cfg;                 /**< Logger config object. */
    touchpad3_cfg_t touchpad3_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.
    touchpad3_cfg_setup( &touchpad3_cfg );
    TOUCHPAD3_MAP_MIKROBUS( touchpad3_cfg, MIKROBUS_1 );
    err_t init_flag = touchpad3_init( &touchpad3, &touchpad3_cfg );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == init_flag ) { 
        log_error( &logger, " Application Init Error. " );
        log_info( &logger, " Please, run program again... " );

        for ( ; ; );
    }

    touchpad3_default_cfg ( &touchpad3 );
    
    touch_id_state = 0;
    log_printf( &logger, "------------------------------\r\n" );
    device_id = touchpad3_get_device_id( &touchpad3 );
    Delay_ms( 100 );
    log_printf( &logger, "     Get Device ID : %d \r\n      ", device_id );
    log_printf( &logger, "------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
    log_info( &logger, " Application Task " );
    Delay_ms( 100 );
    
    status_data = touchpad3_config_touch( &touchpad3, TOUCHPAD3_TOUCH_GESTURE_ENABLE );
    
    log_printf( &logger, "     Touch Enable Status:     \r\n");
    display_status( void );
    log_printf( &logger, "------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 100 );
}

void application_task ( void ) {
    if ( touchpad3_get_int( &touchpad3 ) == TOUCHPAD3_INT_STATUS_HIGH ) {
       
       touchpad3_get_touch( &touchpad3, &touch_data, &x_axis, &y_axis );
       Delay_ms( 100 );

        if ( ( touch_data.tch_state == TOUCHPAD3_STATE_TCH ) && ( touch_data.touch_id == touch_id_state ) ) {   
            log_printf( &logger, "  X Coordinate : %d   \r\n" , x_axis );
            log_printf( &logger, "  Y Coordinate : %d   \r\n" , y_axis );
            log_printf( &logger, "------------------------------\r\n" );
            Delay_ms( 100 );
        }
    }
}

void main ( void ) {
    application_init( );

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

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

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