实例介绍
【实例简介】
通过简单的51单片机试验电容式触摸开关，解决代换专业电容触摸开关IC问题
实现单片机精简电容式触技术,所以就没有花时间认真研究这一频率的米历。可能是50Iz的 市电频率在人体上的干扰,或是人体自带的杂波电流独有频率。我又虑到这种频率会不会是我 实验场地这里特有的什么干扰,于是我又去了另外一些地方做同样的实验,结果证明并不是实验 场地的问题,这一频率依然是一个未经探索的秘密 12.000 单片机实现电容式触摸开关 RST 20 VCC <E 。5V R RXD/P3.0 2 19 P1.7/SCLK/ADC7 100g LED TXD/P3.13 18 P1.6/MISO/ADC6 XTAL2 4 17P1.5/MOSI/ADC5 XTAL1 5 STC12C405216 P14/SS/ADC4 GND● NT0/P326 15P1.3/ADc3 GNDC INT1/P3. 37 14P12/ADc2 EC|/T0/P348 13 P1.1/ADC1/CLKOUT1 PWM1/T1/P3.5 9 12 P1.0/ADCO/CLKOUTO K GND10 11P37/PWM0 GND 电容式触摸开关实验电路原理图 对固有频率的尢知并不影响制作电容式蝕摸操作,这是让我很开心的事情,不然我还需要做 大堆实验来深入研究下去。当然,我以后会研究的,只是现在我最有兴趣的是实现电容式触摸 好的,我们整理一下思路。现在我们通过实验得到∫这样的结果,怏件电路上只需要一个触摸金 属片连接到单片机的ADC输入引脚,手指隔着名片触摸操作时,ADC的读数公在0×10和0×FF 之间以一定的频率交替变化, 在没有手指触摸时,ADC的读数会在0×20和0×70之间交替变化。这些数据可能在环境不同时有 所不同,但不变的是当手指触摸时ADC读数的变化数值会比没有触摸时大。有了这一项实验现 象作为支点,我们接下来要做的就是用单片机处理ADC读数,判断数值变化的规律,从而得知 是否有顛发。编程并不难,每个人都可以有自己的数值处理方式。下面给出一段我编写的电容式 触摸按键的源程序,大家可以参考,但这并不是唯一的处理方式,还会有史好的方法等着你去发 现呢。 电容式触摸开关实验”是我制作的一款简单的触摸开关,在单片机的P17接口上接一个 LED,使用连接在P1.0接口上的触摸片来控制LED的亮或火。你可以直接制作这个触摸开关, 以此了解电容式触摸的性能。当然,这也是一个很好的实例,参考电路原理图和源程序就可以了 解其工作原理。只要在源程序上稍微修改就可以制作属于你自己的电容式触摸作品了。仁制作电 容式触摸操作作品的时候需要注意一些问题,这些问题并不是从什么专业机枃找来的资料,而是 我通过实验总结出米的经验,仅供大家参考。另外,对于没有交流信号源参与的电路是否可靠我 还没有研究,这一制作是在我的几个实验环境下完成的,并不能表示在你的环境里也可以实现 本文介绍的电容式触摸技术仅算是抛砖引玉,也是大家和我一起共同验证的过程,看看我还有哪 些没有考虑周全的地方。欢迎读者朋友把你的想法和建议与我交流,我真的很希望和大家一起扣 这项技术改进到和专业的触摸芯片媲美。 注意事项: ADC读数和ADC位数、采集速度具有一定关系 使用电池供电和使用市电供电时ADC的读数也有区别 ◆使用电池供电时电容式触摸的灵敏度较市电供电时低 ◆不用绝缘介质下ADC读数变化有所不同。 ◆连接ADC输入端的触摸片的面积也会影响电容式触摸的灵敏度。 ◆ADC读数只是在某一个数值的区间,为了判断可靠,需要设计防误判程序。 细心的朋友可能注意到了,我在源程序中ADC读数部分加入了防误判程序,实践证明这 是非常有必要的。其实防误判程序就是通过连续多次读取ADC数值,然后把多次读到的结果进 行对比。如果有外部干扰或是ADC读数错误,在这个对比的过程中就会被发现,即达到防干扰、 防误判的作用。电容式触撲开关实验的漂程序文件请到《无线电》杂志网站上下载。 防误判部分源程序 /*率*本*本**本*衣本*冰****本*本本本*******本**水本表衣****本* 凶数名:触摸按键处理函数 调用:?= Read R0; 参数:无 返回值:bit1表小有感应物,0表小没有感应物 结果 各注:需要根据实现应用调协灵敏度和其他参数 /**来**来米冰******来*******************浓*******来来**※****/ bit Read r (void)i unsigned char R, ii, m=0, i,j, k; bil aa for(ii0;i<3;i++){∥循环检查防干扰 j=0;k=0: for(i=0;i<10;i++){一次采集数据的数量 DELAY MS(3);/3毫秒延时 R=Read(0),;∥ADC读取数据 f(R<0x2F){仳参数可调整感应灵敏度值在0x01到0x2F k++;/波谷计数加1 i(R=0xFF){∥ADC读数的最大值必须等于0xFF j++;峰计数加1 i(k1&&j>1){∥触摸波形的数量积加m的值 m+; Belser m-=0;∥如果波形条件不符合则m=0 i『(m>2){/根据m的数值判断是否有感应物体 aa 1; return(a);/将aa作为返回值 /*本*本本****本*本**者本本*本*表衣*******表*****本***本沐**本**/ 制作mn48定时器 虽然上文介绍了这么多关于电容式触摸技术的内容,可是我们下面要完成的制作却是使用了 电平式钽摸技术。因为电容式触摸的设计还没有成熟,还有可改进的空间。另外我手上目前还没 有仆么基于电容式触摸技术的作品,虽然我正在开发的mini3216准备使用电容式触摸按钮,可 是mini3216的创新重点并不是电容式触摸,而是比电容式触摸更好的设计。为难之下,我将mini18 定时器作为这一期的制作实例。尽管是电平式触摸,但mini48的精巧设计定会给你带来创新的 启发。Minⅰ48定时器依然是我的精简电路设计风格,它的设计理念廷续了mini1608,又另有独特 之处。电池盒、单片机、晶体、电容、蜂鸣器、数码管,几种元器件打造简单的定时器伺作,我 相信这是你听见过的最简单的定时器制作。Mini48采用4位共阳一体数码管,用来显示定时值的 小时和分钟,最大定时时间是23小时59分。时间到时蜂鸣器会鸣响,提示用户定时时间到。如果 鸣响1分钟依然没冇关闭电源,单片机就会进入掉电模式,在此模式下系统几乎不耗电。时间的 设定没有采用传统的微动开关,而是采用了电平式触摸技术,当手指触摸数码管冬位上方对应的 单片机引脚时,定时值就会加1,设置简单,操作还很有趣。电路设计方面没有使用PCB板,而 是将单片机与数码管直接焊接在一起,这也得益于元器件特有的结构,诸多创新设计都来源于发 现元器件结构和性能方面的巧合。 所需元器件 早?● STC 孕具员F尸F只只 器件清单 品名 型号 数量 说明 单片机 STClIL60XE 可用STC12C5A60S2等5V单片机代替 体 12MHZ 电谷 30pF 电池盒2节5号(AA) 电池盒上要带有开关 蜂鸣器5V无源 可用压电陶瓷片代替 LED数码管SR430563K 4位共阳动态显示 40] VCC< P1[2 l39P0.0 P10 P123 38P0.1 P1341 B37P0.2 P1451 36P0.3 VCC ca上m P156 35P0.4 P0.6 P17-44P05 a3P0.6 P4.7/RST 9 32P07 NAP4. 6 RXD/P3.0 RXD/P3. 0[10 ALE/P4.5 DP3.1 TXDP3面 r 31NAP4. NA/P4, 4 INTO/P3. 2 L30 ALE/P4.5 INT1/P3. 3 · NT0P3212 291NA/P4.4 P2.7 》XTAL2 NT1P33国3 28P27 12MHz T0P3414 XTAL1 m 27]P2. T1/P35115 l26P25 wRP36□6 l25P24 RD/P37|171 AL2[18 23]P2 TAL119 221P GND20 21P2 sR430563K OcLock 电路原理图 好了,闲言少讲,开始行动吧。文中使用的是STCI60XE,这是一款3V电压的单片机 可以用2节5号(AA)电池供电。如果你头不到3V单片机,也可以使用STC11F60XE或者 STC12C5A60S2系列等5V的单片机代替,当然电源也要跟着换成3节5号电池。不能用89C51系列 单片杋代膂,因为89系列的单片机匕较古老,不能实现电平式触摸。蜂鸣器要购买那种无源的, 如果你想减小体积也可以用压电陶瓷片代替。数码管需要是4位共阳的指定型号,其实就是引脚 定义要一致,数码管的体积过大或过小都不能正好焊接在单片机上,所以这个部分一定要注意 第1步:将12MHz晶体和30pF电容按电路原理图焊接在单片机背面的引脚上。让单片机具有外 部精准时钟源,这样可以产生准确的定吋器吋间。在我写这篇文章吋听说STC公司新推出一款 15C系列单片机,它的内部RC振荡器是高精度的,可以完全省去外部的时钟晶体。如果以后有 机会把mini48的单片机改成15C系列的话,我们就可以省去这一步,不需要焊接晶体和电谷了 第2步:把电池盒上自有的导线焊接在蜂鸣器上,并把焊接处用热缩管包好。注意无源蜂鸣器也 是分正、负极的,不要接反。这样的焊接并不是最终的电路,一会我们还要把导线从中间剪断。 第3步:把电池盒正极的导线(红线)并联在单片机的第40脚上。负极的导线剪断,电池盒一端 焊接在单片机的第20脚上,蜂鸣器一端焊接在单片机的第1脚上。如此焊接之后,电池盒、单片 机、蜂鸣器三者仍然保持了原来的结构。 【实例截图】
【核心代码】
通过简单的51单片机试验电容式触摸开关，解决代换专业电容触摸开关IC问题
实现单片机精简电容式触技术,所以就没有花时间认真研究这一频率的米历。可能是50Iz的 市电频率在人体上的干扰,或是人体自带的杂波电流独有频率。我又虑到这种频率会不会是我 实验场地这里特有的什么干扰,于是我又去了另外一些地方做同样的实验,结果证明并不是实验 场地的问题,这一频率依然是一个未经探索的秘密 12.000 单片机实现电容式触摸开关 RST 20 VCC <E 。5V R RXD/P3.0 2 19 P1.7/SCLK/ADC7 100g LED TXD/P3.13 18 P1.6/MISO/ADC6 XTAL2 4 17P1.5/MOSI/ADC5 XTAL1 5 STC12C405216 P14/SS/ADC4 GND● NT0/P326 15P1.3/ADc3 GNDC INT1/P3. 37 14P12/ADc2 EC|/T0/P348 13 P1.1/ADC1/CLKOUT1 PWM1/T1/P3.5 9 12 P1.0/ADCO/CLKOUTO K GND10 11P37/PWM0 GND 电容式触摸开关实验电路原理图 对固有频率的尢知并不影响制作电容式蝕摸操作,这是让我很开心的事情,不然我还需要做 大堆实验来深入研究下去。当然,我以后会研究的,只是现在我最有兴趣的是实现电容式触摸 好的,我们整理一下思路。现在我们通过实验得到∫这样的结果,怏件电路上只需要一个触摸金 属片连接到单片机的ADC输入引脚,手指隔着名片触摸操作时,ADC的读数公在0×10和0×FF 之间以一定的频率交替变化, 在没有手指触摸时,ADC的读数会在0×20和0×70之间交替变化。这些数据可能在环境不同时有 所不同,但不变的是当手指触摸时ADC读数的变化数值会比没有触摸时大。有了这一项实验现 象作为支点,我们接下来要做的就是用单片机处理ADC读数,判断数值变化的规律,从而得知 是否有顛发。编程并不难,每个人都可以有自己的数值处理方式。下面给出一段我编写的电容式 触摸按键的源程序,大家可以参考,但这并不是唯一的处理方式,还会有史好的方法等着你去发 现呢。 电容式触摸开关实验”是我制作的一款简单的触摸开关,在单片机的P17接口上接一个 LED,使用连接在P1.0接口上的触摸片来控制LED的亮或火。你可以直接制作这个触摸开关, 以此了解电容式触摸的性能。当然,这也是一个很好的实例,参考电路原理图和源程序就可以了 解其工作原理。只要在源程序上稍微修改就可以制作属于你自己的电容式触摸作品了。仁制作电 容式触摸操作作品的时候需要注意一些问题,这些问题并不是从什么专业机枃找来的资料,而是 我通过实验总结出米的经验,仅供大家参考。另外,对于没有交流信号源参与的电路是否可靠我 还没有研究,这一制作是在我的几个实验环境下完成的,并不能表示在你的环境里也可以实现 本文介绍的电容式触摸技术仅算是抛砖引玉,也是大家和我一起共同验证的过程,看看我还有哪 些没有考虑周全的地方。欢迎读者朋友把你的想法和建议与我交流,我真的很希望和大家一起扣 这项技术改进到和专业的触摸芯片媲美。 注意事项: ADC读数和ADC位数、采集速度具有一定关系 使用电池供电和使用市电供电时ADC的读数也有区别 ◆使用电池供电时电容式触摸的灵敏度较市电供电时低 ◆不用绝缘介质下ADC读数变化有所不同。 ◆连接ADC输入端的触摸片的面积也会影响电容式触摸的灵敏度。 ◆ADC读数只是在某一个数值的区间,为了判断可靠,需要设计防误判程序。 细心的朋友可能注意到了,我在源程序中ADC读数部分加入了防误判程序,实践证明这 是非常有必要的。其实防误判程序就是通过连续多次读取ADC数值,然后把多次读到的结果进 行对比。如果有外部干扰或是ADC读数错误,在这个对比的过程中就会被发现,即达到防干扰、 防误判的作用。电容式触撲开关实验的漂程序文件请到《无线电》杂志网站上下载。 防误判部分源程序 /*率*本*本**本*衣本*冰****本*本本本*******本**水本表衣****本* 凶数名:触摸按键处理函数 调用:?= Read R0; 参数:无 返回值:bit1表小有感应物,0表小没有感应物 结果 各注:需要根据实现应用调协灵敏度和其他参数 /**来**来米冰******来*******************浓*******来来**※****/ bit Read r (void)i unsigned char R, ii, m=0, i,j, k; bil aa for(ii0;i<3;i++){∥循环检查防干扰 j=0;k=0: for(i=0;i<10;i++){一次采集数据的数量 DELAY MS(3);/3毫秒延时 R=Read(0),;∥ADC读取数据 f(R<0x2F){仳参数可调整感应灵敏度值在0x01到0x2F k++;/波谷计数加1 i(R=0xFF){∥ADC读数的最大值必须等于0xFF j++;峰计数加1 i(k1&&j>1){∥触摸波形的数量积加m的值 m+; Belser m-=0;∥如果波形条件不符合则m=0 i『(m>2){/根据m的数值判断是否有感应物体 aa 1; return(a);/将aa作为返回值 /*本*本本****本*本**者本本*本*表衣*******表*****本***本沐**本**/ 制作mn48定时器 虽然上文介绍了这么多关于电容式触摸技术的内容,可是我们下面要完成的制作却是使用了 电平式钽摸技术。因为电容式触摸的设计还没有成熟,还有可改进的空间。另外我手上目前还没 有仆么基于电容式触摸技术的作品,虽然我正在开发的mini3216准备使用电容式触摸按钮,可 是mini3216的创新重点并不是电容式触摸,而是比电容式触摸更好的设计。为难之下,我将mini18 定时器作为这一期的制作实例。尽管是电平式触摸,但mini48的精巧设计定会给你带来创新的 启发。Minⅰ48定时器依然是我的精简电路设计风格,它的设计理念廷续了mini1608,又另有独特 之处。电池盒、单片机、晶体、电容、蜂鸣器、数码管,几种元器件打造简单的定时器伺作,我 相信这是你听见过的最简单的定时器制作。Mini48采用4位共阳一体数码管,用来显示定时值的 小时和分钟,最大定时时间是23小时59分。时间到时蜂鸣器会鸣响,提示用户定时时间到。如果 鸣响1分钟依然没冇关闭电源,单片机就会进入掉电模式,在此模式下系统几乎不耗电。时间的 设定没有采用传统的微动开关,而是采用了电平式触摸技术,当手指触摸数码管冬位上方对应的 单片机引脚时,定时值就会加1,设置简单,操作还很有趣。电路设计方面没有使用PCB板,而 是将单片机与数码管直接焊接在一起,这也得益于元器件特有的结构,诸多创新设计都来源于发 现元器件结构和性能方面的巧合。 所需元器件 早?● STC 孕具员F尸F只只 器件清单 品名 型号 数量 说明 单片机 STClIL60XE 可用STC12C5A60S2等5V单片机代替 体 12MHZ 电谷 30pF 电池盒2节5号(AA) 电池盒上要带有开关 蜂鸣器5V无源 可用压电陶瓷片代替 LED数码管SR430563K 4位共阳动态显示 40] VCC< P1[2 l39P0.0 P10 P123 38P0.1 P1341 B37P0.2 P1451 36P0.3 VCC ca上m P156 35P0.4 P0.6 P17-44P05 a3P0.6 P4.7/RST 9 32P07 NAP4. 6 RXD/P3.0 RXD/P3. 0[10 ALE/P4.5 DP3.1 TXDP3面 r 31NAP4. NA/P4, 4 INTO/P3. 2 L30 ALE/P4.5 INT1/P3. 3 · NT0P3212 291NA/P4.4 P2.7 》XTAL2 NT1P33国3 28P27 12MHz T0P3414 XTAL1 m 27]P2. T1/P35115 l26P25 wRP36□6 l25P24 RD/P37|171 AL2[18 23]P2 TAL119 221P GND20 21P2 sR430563K OcLock 电路原理图 好了,闲言少讲,开始行动吧。文中使用的是STCI60XE,这是一款3V电压的单片机 可以用2节5号(AA)电池供电。如果你头不到3V单片机,也可以使用STC11F60XE或者 STC12C5A60S2系列等5V的单片机代替,当然电源也要跟着换成3节5号电池。不能用89C51系列 单片杋代膂,因为89系列的单片机匕较古老,不能实现电平式触摸。蜂鸣器要购买那种无源的, 如果你想减小体积也可以用压电陶瓷片代替。数码管需要是4位共阳的指定型号,其实就是引脚 定义要一致,数码管的体积过大或过小都不能正好焊接在单片机上,所以这个部分一定要注意 第1步:将12MHz晶体和30pF电容按电路原理图焊接在单片机背面的引脚上。让单片机具有外 部精准时钟源,这样可以产生准确的定吋器吋间。在我写这篇文章吋听说STC公司新推出一款 15C系列单片机,它的内部RC振荡器是高精度的,可以完全省去外部的时钟晶体。如果以后有 机会把mini48的单片机改成15C系列的话,我们就可以省去这一步,不需要焊接晶体和电谷了 第2步:把电池盒上自有的导线焊接在蜂鸣器上,并把焊接处用热缩管包好。注意无源蜂鸣器也 是分正、负极的,不要接反。这样的焊接并不是最终的电路,一会我们还要把导线从中间剪断。 第3步:把电池盒正极的导线(红线)并联在单片机的第40脚上。负极的导线剪断,电池盒一端 焊接在单片机的第20脚上,蜂鸣器一端焊接在单片机的第1脚上。如此焊接之后,电池盒、单片 机、蜂鸣器三者仍然保持了原来的结构。 【实例截图】
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