NucleoF429 基础应用3：GPIO Touch Key（触摸按键）-2

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我做了两次滤波：1、间隔100us进行一次充放电采集，连续采集12个点，将这12个点进行从大到小排序，之后去掉队首最大的4个值和队尾最小的4个值，取中间的4个值做平均，通过这样将一段时间内的数据累加平均为一个点，能有效去掉脉冲干扰。
/*----------------------------------------------------------------------------*/uint16_t Touch_Heap(void){  uint8_t i,j;  uint8_t DataTemp;  uint32_t DataSum = 0;  for(i=0; i<Heap_Num-1;i++)  {  for(j=0;j<Heap_Num-i;j++)  {  if(Data_Buffer[j]<Data_Buffer[j+1])  {  DataTemp = Data_Buffer[j];  Data_Buffer[j] = Data_Buffer[j+1];  Data_Buffer[j+1] = DataTemp;  }  }  }  for(i=Dis_Num;i<Heap_Num-Dis_Num;i++)  {  DataSum += Data_Buffer;  }  DataSum = DataSum/(Heap_Num-2*Dis_Num);  return (uint16_t) DataSum;}
2、间隔10ms进行一次连续的采集，采集后的点再进行平滑滤波，我这里采用了一个一阶低通滤波器，通过调整滤波系数能调节波形的延时和滤波效果。（ST提供了各种滤波器函数，效率高效果好，有兴趣的同学可以深入研究一下）
/*----------------------------------------------------------------------------*//*  LPF: Y(n) = α*X(n)+(1-α)*Y(n-1)  Y[n]:  = Y[n-1] + α * (X[n] - Y[n-1]) LPF_Yn[0:1] = Yn-1:Yn  */ uint16_t IIR_LowPass_Filter(uint16_t LPF_Data){  float LPF_Temp;  LPF_Temp = LPF_Pre_Data+ LPF_Alpha*(LPF_Data - LPF_Pre_Data);  LPF_Pre_Data = LPF_Temp;  return (uint16_t)LPF_Temp;}
经过两次滤波后，充放电数据波形改善很多。
3、Touch Key 状态判断：
     这里是指判断按下和释放，通常的做法是设置一个阈值，高于多少或者低于多少就认为是按下或释放，有些程序会做到动态追踪最低点等等，对于元件一致性好的产品，误差都在可控范围内，这样做通常没有太大问题。但对于一些成本敏感，元器件误差较大的产品，问题就会比较明显，因为每一个产品的元件都有误差，这些误差的范围有可能已超过了你的阈值范围，无论你阈值设置过大或过小，总有一部分产品会有问题，即使是同一个产品，不同的环境也会导致阈值超出范围，比如Touch Pad受到灰尘、磨损等改变了自身的等效电容，电阻阻值随温度进行变化等等。
     我这里采用数据变化的“趋势”来判断Touch 按下或释放，如图：
把数据点放入队列，依次计算前后两个点的差值，判断数值是增大还是减小，通过计数符合差值的点的次数，判断Touch按下还是释放，这也能有效排除干扰，最重要的是，这种方法受外界因素的影响比较小，元器件之间的差异被排除，因为这里只判断增量而非绝对值。
/*----------------------------------------------------------------------------*/// 按下时：符合差值的计数增减，释放时，符合差值的计数减小。void Check_Touch_State(void){  uint8_t i;  uint8_t Touch_DebCnt = Data_Num; //数据点个数  int8_t Touch_D_Value = 0;  for(i=0;i<Data_Num;i++)  {  Touch_Data_Buffer = Touch_Data_Buffer[i+1]; //队列左移  }  Touch_Data_Buffer = IIR_LowPass_Filter(Touch_Heap()); //最新数据点补在队列尾部  if(Touch_POR_Deb > 200) //上电先做采集不判断按键状态，防止上电时数据为0，被误判为按下。  {  for(i=0;i<Data_Num;i++)  {  Touch_D_Value = Touch_Data_Buffer - Touch_Data_Buffer[i+1];  if(Touch_D_Value > Release_Sen_Value)  {  Touch_DebCnt--;  }  else if(Touch_D_Value < Press_Sen_Value )  {  Touch_DebCnt++;  }  }  if(Touch_DebCnt > (Data_Num+3)) //判断递增次数（Press）  {  Press_Flag = 0x01;  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_SET);  }  else if(Touch_DebCnt < (Data_Num-3)) //判断递减次数（Release）  {  Press_Flag = 0xF1;  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_7,GPIO_PIN_RESET);  }  }  else  {  Touch_POR_Deb++;  }}
以上是Touch Key的实现过程，作为一个原理性的Demo，还有很多细节工作未作，如果采用这种方式到产品中，还需要仔细优化和调试，如防止放电超时，功耗等问题，以上Demo是用NucleoF429上完成的，原理较为简单，可以方便移植到其他MCU上完成，（事实上我先是用NucleoF031K6完成之后再移植到F429上的）。
     以上Demo没有写关于CubeMX的部分，因为只需要一个或者两个中断，并不局限于具体的MCU。另外此文中的所有参数都是针对我的电路的，可以按照具体的电路和应用来调整参数。