【HAL库每天一例】第019例：TIM-通用定时器输入捕获(电容按键)

开发板

【HAL库每天一例】系列例程从今天开始持续更新。。。。。
我们将坚持每天至少发布一个基于YS-F1Pro开发板的HAL库例程，
该系列例程将带领大家从零开始使用HAL库，后面会持续添加模块应用例程。
同样的，我们还程序发布基于HAL库的指导文档和视频教程，欢迎持续关注，并提出改进意见。
例程下载：
资料包括程序、相关说明资料以及软件使用截图
链接：http://pan.baidu.com/s/1i574oPv
密码：r3s3
（硬石YS-F1Pro开发板HAL库例程持续更新1. 软件设计之基本裸机例程(HAL库版本)YSF1_HAL-019. tiM-通用定时器输入捕获(电容按键)）

/**
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  *                         硬石YS-F1Pro开发板例程功能说明
  *
  *  例程名称: YSF1_HAL-019. TIM-通用定时器输入捕获(电容按键)
  *
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  * 说明：
  * 本例程配套硬石STM32开发板YS-F1Pro使用。
  *
  * 淘宝：
  * 论坛：http://www.ing10bbs.com
  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
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  */

【1】例程简介
  系统滴答定时器一般用来提供“心跳”作用，而STM32定时器最基本功能也是定时，可以设置不同
时间长度的定时。定时器除了最基本的定时功能外，定时器与GPIO有挂钩使得它可以发挥强大的作用，
比如可以输出不同频率、不同占空比的方波信号、PWM信号，同时做为输入捕获功能时，可以测量脉冲
宽度、实现电容按键检测等等。
  STM32F103ZET6总共有8个定时器，TIM1和TIM8是高级控制定时器，TIM2、3、4、5是通用定时器，
TIM6和TIM7是基本定时器。
电容按键在有和没有手指按下时充电时间有所不同，我们可以先对电容按键放电，测出没有手指按下
时充电时间，然后以它为基准，不断测出充电时间，如果有手指按下时得到的充电比没有手指按下有较
大不同，这样就可以判断电容按键状态。

【2】跳线帽情况
******* 为保证例程正常运行，必须插入以下跳线帽 **********
丝印编号    IO端口    目标功能引脚       出厂默认设置
  JP1       PA10       TXD(CH340G)       已接入
  JP2       PA9       RXD(CH340G)       已接入

【3】操作及现象
  使用开发板配套的MINI USB线连接到开发板标示“调试串口”字样的MIMI USB接口，在PC端打开
串口调试助手，设置参数为118200 8-NO-1。下载完程序之后，在串口调试助手可接收到提示信息，当
我们手指按下电容按键时，蜂鸣器响一声，在串口调试助手可以看到充电时间较没有按下时大。
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

bsp_touchpad.h文件内容：

#ifndef __TOUCHPAD_KEY_H__
#define __TOUCHPAD_KEY_H__
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "stm32f1xx_hal.h"
/* 类型定义 ------------------------------------------------------------------*/
/* 宏定义 --------------------------------------------------------------------*/
#define TOUCHPAD_TIMx TIM5
#define TOUCHPAD_TIM_RCC_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_TIM5_CLK_ENABLE()
#define TOUCHPAD_TIM_RCC_CLK_DISABLE() __HAL_RCC_TIM5_CLK_DISABLE()
#define TOUCHPAD_GPIO_RCC_CLK_ENABLE() __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE()
#define TOUCHPAD_GPIO_PIN GPIO_PIN_1
#define TOUCHPAD_GPIO GPIOA
#define TOUCHPAD_TIM_CHANNEL TIM_CHANNEL_2
#define TOUCHPAD_TIM_FLAG_CCR TIM_FLAG_CC2
// 定义定时器预分频，定时器实际时钟频率为：72MHz/（TOUCHPAD_TIMx_PRESCALER+1）
#define TOUCHPAD_TIM_PRESCALER 47 //1.5MHz
// 定义定时器周期
#define TOUCHPAD_TIM_ARR 0xFFFF
/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
extern TIM_HandleTypeDef htimx;
/* 函数声明 ------------------------------------------------------------------*/
uint8_t TOUCHPAD_Init(void);
uint8_t TOUCHPAD_Scan(uint8_t mode);
#endif /* __TOUCHPAD_KEY_H__ */
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/

复制代码

bsp_touchpad.c文件内容：

/**
******************************************************************************
* 文件名程: bsp_touchpad.c
* 作者: 硬石嵌入式开发团队
* 版本: V1.0
* 编写日期: 2015-10-04
* 功能: 触摸板电容按键底层驱动实现
******************************************************************************
* 说明：
* 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。
*
* 淘宝：
* 论坛：http://www.ing10bbs.com
* 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。
******************************************************************************
*/
/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/
#include "touchpad/bsp_touchpad.h"
/* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/
/* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/
//触摸的门限值,也就是必须大于tpad_default_val+TOUCHPAD_GATE_VAL,才认为是有效触摸.
#define TOUCHPAD_GATE_VAL 80
/* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/
TIM_HandleTypeDef htimx;
__IO uint16_t tpad_default_val=0;/* 空载的时候(没有手按下),计数器需要的时间 */
/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/
/* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/
/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/
/**
* 函数功能: 通用定时器初始化并配置通道PWM输出
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明: 无
*/
static void TOUCHPAD_TIMx_Init(void)
{
TIM_ClockConfigTypeDef sClockSourceConfig;
TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig;
TIM_IC_InitTypeDef sConfigIC;
htimx.Instance = TOUCHPAD_TIMx;
htimx.Init.Prescaler = TOUCHPAD_TIM_PRESCALER;
htimx.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
htimx.Init.Period = TOUCHPAD_TIM_ARR;
htimx.Init.ClockDivision=TIM_CLOCKDIVISION_DIV1;
HAL_TIM_Base_Init(&htimx);
sClockSourceConfig.ClockSource = TIM_CLOCKSOURCE_INTERNAL;
HAL_TIM_ConfigClockSource(&htimx, &sClockSourceConfig);
sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htimx, &sMasterConfig);
sConfigIC.ICPolarity = TIM_INPUTCHANNELPOLARITY_RISING;
sConfigIC.ICSelection = TIM_ICSELECTION_DIRECTTI;
sConfigIC.ICPrescaler = TIM_ICPSC_DIV1;
sConfigIC.ICFilter = 3;
HAL_TIM_IC_ConfigChannel(&htimx, &sConfigIC, TOUCHPAD_TIM_CHANNEL);
}
/**
* 函数功能: 基本定时器硬件初始化配置
* 输入参数: htim_base：基本定时器句柄类型指针
* 返回值: 无
* 说明: 该函数被HAL库内部调用
*/
void HAL_TIM_Base_MspInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
if(htim_base->Instance==TOUCHPAD_TIMx)
{
/* 基本定时器外设时钟使能 */
TOUCHPAD_TIM_RCC_CLK_ENABLE();
/* 定时器通道引脚时钟使能 */
TOUCHPAD_GPIO_RCC_CLK_ENABLE();
/* 定时器通道引脚配置：捕获功能设置为输入模式 */
GPIO_InitStruct.Pin = TOUCHPAD_GPIO_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLDOWN;
HAL_GPIO_Init(TOUCHPAD_GPIO, &GPIO_InitStruct);
}
}
/**
* 函数功能: 基本定时器硬件反初始化配置
* 输入参数: htim_base：基本定时器句柄类型指针
* 返回值: 无
* 说明: 该函数被HAL库内部调用
*/
void HAL_TIM_Base_MspDeInit(TIM_HandleTypeDef* htim_base)
{
if(htim_base->Instance==TOUCHPAD_TIMx)
{
/* 基本定时器外设时钟禁用 */
TOUCHPAD_TIM_RCC_CLK_DISABLE();
HAL_GPIO_DeInit(TOUCHPAD_GPIO, TOUCHPAD_GPIO_PIN);
}
}
/**
* 函数功能: 复位一次,为电容按键放电
* 输入参数: 无
* 返回值: 无
* 说明：无
*/
static void TOUCHPAD_Reset(void)
{
/* 定义IO硬件初始化结构体变量 */
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
/* 使能电容按键引脚对应IO端口时钟 */
TOUCHPAD_GPIO_RCC_CLK_ENABLE();
/* 设置引脚输出为低电平 */
HAL_GPIO_WritePin(TOUCHPAD_GPIO, TOUCHPAD_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET);
/* 设定电容按键对应引脚IO编号 */
GPIO_InitStruct.Pin = TOUCHPAD_GPIO_PIN;
/* 设定电容按键对应引脚IO为输出模式 */
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
/* 设定电容按键对应引脚IO操作速度 */
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
/* 初始化电容按键对应引脚IO */
HAL_GPIO_Init(TOUCHPAD_GPIO, &GPIO_InitStruct);
HAL_Delay(5);
__HAL_TIM_SET_COUNTER(&htimx,0); // 清零定时器计数
__HAL_TIM_CLEAR_FLAG(&htimx, TIM_FLAG_UPDATE|TIM_FLAG_CC2);//清除中断标志
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
HAL_GPIO_Init(TOUCHPAD_GPIO, &GPIO_InitStruct);
HAL_TIM_IC_Start(&htimx,TOUCHPAD_TIM_CHANNEL);
}
/**
* 函数功能: 得到定时器捕获值，如果超时,则直接返回定时器的计数值.
* 输入参数: 无
* 返回值: uint16_t:定时器捕获值
* 说明：无
*/
static uint16_t TOUCHPAD_Get_Val(void)
{
TOUCHPAD_Reset();
while(__HAL_TIM_GET_FLAG(&htimx,TOUCHPAD_TIM_FLAG_CCR)==RESET)
{
uint16_t count;
count=__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htimx);
if(count>(TOUCHPAD_TIM_ARR-500))
return count;//超时了,直接返回CNT的值
};
return HAL_TIM_ReadCapturedValue(&htimx,TOUCHPAD_TIM_CHANNEL);
}
/**
* 函数功能: 读取n次,取最大值
* 输入参数: n：连续获取的次数
* 返回值: n次读数里面读到的最大读数值
* 说明：无
*/
static uint16_t TOUCHPAD_Get_MaxVal(uint8_t n)
{
uint16_t temp=0;
uint16_t res=0;
while(n--)
{
temp=TOUCHPAD_Get_Val();//得到一次值
if(temp>res)res=temp;
};
return res;
}
/**
* 函数功能: 初始化触摸按键,获得空载的时候触摸按键的取值.
* 输入参数: 无
* 返回值: 0,初始化成功;1,初始化失败
* 说明：无
*/
uint8_t TOUCHPAD_Init(void)
{
uint16_t buf[10];
uint16_t temp;
uint8_t i,j;
/* 以1.5Mhz的频率计数 */
TOUCHPAD_TIMx_Init();
HAL_TIM_IC_Start(&htimx,TOUCHPAD_TIM_CHANNEL);
/* 连续读取10次 */
for(i=0;i<10;i++)
{
buf[i]=TOUCHPAD_Get_Val();
HAL_Delay(10);
}
/* 排序 */
for(i=0;i<9;i++)
{
for(j=i+1;j<10;j++)
{
/* 升序排列 */
if(buf[i]>buf[j])
{
temp=buf[i];
buf[i]=buf[j];
buf[j]=temp;
}
}
}
temp=0;
/* 取中间的6个数据进行平均 */
for(i=2;i<8;i++)temp+=buf[i];
tpad_default_val=temp/6;
printf("tpad_default_val:%drn",tpad_default_val);
/* 初始化遇到超过TPAD_ARR_MAX_VAL/2的数值,不正常! */
if(tpad_default_val>TOUCHPAD_TIM_ARR/2)return 1;
return 0;
}
/**
* 函数功能: 扫描触摸按键
* 输入参数: mode:0,不支持连续触发(按下一次必须松开才能按下一次);1,支持连续触发(可以一直按下)
* 返回值: 0,没有按下;1,有按下;
* 说明：无
*/
uint8_t TOUCHPAD_Scan(uint8_t mode)
{
static uint8_t keyen=0; //0,可以开始检测;>0,还不能开始检测
uint8_t res=0;
uint8_t sample=3; //默认采样次数为3次
uint16_t rval;
if(mode)
{
sample=6; //支持连按的时候，设置采样次数为6次
keyen=0; //支持连按
}
rval=TOUCHPAD_Get_MaxVal(sample);
printf("scan_rval=%dn",rval);
if(rval>(tpad_default_val+TOUCHPAD_GATE_VAL))//大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,有效
{
rval=TOUCHPAD_Get_MaxVal(sample);
if((keyen==0)&&(rval>(tpad_default_val+TOUCHPAD_GATE_VAL)))//大于tpad_default_val+TPAD_GATE_VAL,有效
{
res=1;
}
keyen=5; //至少要再过5次之后才能按键有效
}else if(keyen>2)keyen=2; //如果检测到按键松开,则直接将次数将为2,以提高响应速度
if(keyen)keyen--;
return res;
}
/******************* (C) COPYRIGHT 2015-2020 硬石嵌入式开发团队 *****END OF FILE****/