ESP32 开发笔记(三）源码示例 6_TouchPad_Interrupt 电容触摸中断实现触摸按钮

电玩女神 2022-12-05 05:23 389阅读 0赞

开发板购买链接

[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As&ft=t&id=626366733674][https_item.taobao.com_item.htm_spm_a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As_ft_t_id_626366733674]

[开发板简介][Link 1]  
[开发环境搭建 windows][windows]

ESP32例程为C语言开发，并非Python/Arduino/AT指令开发，基于ESP-IDF\_V4.2框架库，采用纯C语言开发，开发工具为Visual Studio Code

Android(安卓)例程全部为原生Android开发，例程全部支持到SDK版本29  Android 10.0(Q) 开发工具为Andirod Studio 4.0

PC源码例程为Visual Studio 2013开发，C++语言，基于MFC

送的MQTT账号，仅用于同学们开发测试，大家不要用到实际产品上，不定期更换密码，会在QQ群公布

以下列出的例程源码均编写完成（不断增加中），开发教程正在编写  
**基础例程：**  
    [0\_Hello Bug （ESP\_LOGX与printf）][0_Hello Bug _ESP_LOGX_printf]    工程模板/打印调试输出  
    [1\_LED][1_LED]                                                    LED亮灭控制         
   [ 2\_LED\_Task][2_LED_Task]                                          使用任务方式控制LED  
    [3\_LEDC\_PWM ][3_LEDC_PWM]                                     使用LEDC来控制LED实现呼吸灯效果  
    [4\_ADC\_LightR][4_ADC_LightR]                                      使用ADC读取光敏电阻实现光照传感  
    [5\_KEY\_Short\_Long][5_KEY_Short_Long]                              按钮长按短按实现  
    [6\_TouchPad\_Interrupt ][6_TouchPad_Interrupt]                         电容触摸中断实现  
    [7\_WS2812\_RMT][7_WS2812_RMT]                                  使用RMT实现RGB\_LED彩虹变色示例  
    [8\_DHT11\_RMT][8_DHT11_RMT]                                    使用RMT实现读取DHT11温湿度传感器  
    [9\_SPI\_SDCard][9_SPI_SDCard]                                    使用SPI总线实现TF卡文件系统示例  
    [10\_IIC\_ADXL345][10_IIC_ADXL345]                                使用IIC总线实现读取ADXL345角度加速度传感器  
    [11\_IIC\_AT24C02][11_IIC_AT24C02]                                 使用IIC总线实现小容量数据储存测试  
    [12\_IR\_Rev\_RMT][12_IR_Rev_RMT]                                使用RMT实现红外遥控接收解码（NEC编码）  
    [13\_IR\_Send\_RMT][13_IR_Send_RMT]                              使用RMT实现红外数据发送（NEC编码）  
    [14\_WIFI\_Scan][14_WIFI_Scan]                                    附近WIFI信号扫描示例      
    [15\_WIFI\_AP][15_WIFI_AP]                                        创建软AP示例  
    [16\_WIFI\_AP\_TCP\_Server][16_WIFI_AP_TCP_Server]                  在软AP模式下实现TCP服务端  
    [17\_WIFI\_AP\_TCP\_Client][17_WIFI_AP_TCP_Client]                   在软AP模式下实现TCP客户端  
    [18\_WIFI\_AP\_UDP][18_WIFI_AP_UDP]                              在软AP模式下实现UDP通讯  
    [19\_WIFI\_STA][19_WIFI_STA]                                      创建STA站模连接路由器  
    [20\_WIFI\_STA\_TCP\_Server][20_WIFI_STA_TCP_Server]                在站模式STA下实现TCP服务端  
    [21\_WIFI\_STA\_TCP\_Client ][21_WIFI_STA_TCP_Client]                在站模式STA下实现TCP客户端  
    [22\_WIFI\_STA\_UDP][22_WIFI_STA_UDP]                            在站模式STA下实现UDP通讯  
    [23\_LCD\_Test][23_LCD_Test]                                      LCD液晶触摸屏显示测试  
    [24\_XPT2046\_Touch\_Test][24_XPT2046_Touch_Test]                   电阻触摸XPT2046驱动测试触摸校正  
**ESP32应用例程**  
    Bluetooth\_RGBLight                          Android手机通过蓝牙控制RGB灯变色  
    Bluetooth\_Sensor                              Android手机通过蓝牙读取开发板姿态和温度湿度参数  
    Bluetooth\_Test                                   Android手机通过蓝牙与开发板通讯  
    Encryption\_MD5                                MD5加密  
    Encryption\_SHA1                              SHA1加密  
    Encryption\_SHA256                          SHA256加密  
    EncryptionDecrypt\_AES\_CBC          AES\_CBC加密  
    EncryptionDecrypt\_AES\_ECB          AES\_ECB加密  
    ESP32\_SmartConfig                         通过Android手机配置WIFI连网  
    HTTP\_GET\_Request\_Weather        HTTP Get请求天气预报  
    JSON\_Package                                创建JSON数据包  
    JSON\_Parsing                                  解析JSON数据包  
    LCD JPEG\_Effect                             解码JGEG图片特效显示  
    MQTT                                                MQTT通讯测试  
**Android（安卓）工具源码  
 **   ESP32\_Bluetooth\_Chat                   Android通过蓝牙与开发板通讯测试  
    ESP32\_Bluetooth\_RGBLight           Android通过蓝牙控制开发板RGB灯  
    ESP32\_Bluetooth\_Sensor               Android通过蓝牙读取开发板3D姿态和温度湿度数据  
    ESP32\_SmartConfig                       Android手机配置WIFI配网  
    MQTT\_Test                                     Android与开发板通过MQTT协议通讯  
    TCP\_Client                                     Android作为TCP客户端与开发板通讯   
    UDP\_Client                                     Android通过UDP协议与开发板通讯  
**PC(Visual Studio 2013 C++ MFC)工具源码**  
    MQTT\_调试助手                                 PC通过MQTT与开发板通讯  
    TCP 调试助手                                     PC通过TCP服务器/客户端与开发板通讯  
    UDP 调试助手                                     PC通过UDP与开发板通讯  
**LVGL源码**     
    LVGL\_Full\_Test                                  LVGL官方例程（使用到了大分部控件）  
    LVGL\_Arc\_Test                                  圆弧指示器通过触摸动态改变值  
    LVGL\_Bar\_Test                                  通过动画方式动态演示Bar进度条的使用方法  
    LVGL\_Button\_Test                             通过5种不同动态效果的按钮学习按钮的创建与使用  
    LVGL\_ButtonMatrix\_Test                   创建一个计算器布局来演示矩阵按钮控件的使用  
    LVGL\_Calendar\_Test                         日历控件的创建和使用  
    LVGL\_Canvas\_Test                           透明画布和画一个圆角过渡色矩形并旋转角度学习画布的使用  
    LVGL\_Chart\_Test                               通过创建三个不同风格的图表来学习图表控件的使用  
    LVGL\_Checkbox\_Test                        学习复选框控件的创建和使用  
    LVGL\_ColorPicker\_Test                     创建一个颜色选择器并动态显示当前颜色的RGB值  
    LVGL\_Container\_Test                        在内容控件上动态创建三个文本标签学习内容控件的自适应布局  
    LVGL\_Drop\_down\_List\_Test              创建三个不同类型的下拉选择控件  
    LVGL\_Gauge\_Test                             创建一个动态仪表和静态多指针仪表  
    LVGL\_Image\_Test                              通过四个滑动条控件控制图片颜色的变化来学习图像控件的使用  
    LVGL\_ImageButton\_Test                  创建一个图片背景的图像按钮  
    LVGL\_Keyboard\_Test                       通过一个文本输入框控件还学习键盘控件的调用关闭设置  
    LVGL\_Label\_Test                              创建内容颜色可变，长文本滚动展示，带阴影3D效果三个标签控件  
    LVGL\_LED\_Test                                创建三个LED，学习LED控件的调光，颜色，开关的设置  
    LVGL\_Line\_Test                                通过二维数组创建一段折线来演示线控件的使用  
    LVGL\_LineMeter\_Test                      创建两个不同的线段弧形指示器动态展示数据  
    LVGL\_List\_Test                                 创建一个带图标的列表控件  
    LVGL\_MessageBox\_Test                  创建一个带按钮的消息框控件  
    LVGL\_ObjectMask\_Test                    创建一个变幻色的文本学习蒙版遮罩效果  
    LVGL\_Page\_Test                            学习页面控件的使用  
    LVGL\_Roller\_Test                           通过示例学习滑动列表选择器控件  
    LVGL\_Slider\_Test                           创建一个单向和一个双向滑动条控件  
    LVGL\_Spinbox\_Test                        学习微调控件的使用  
    LVGL\_Spinner\_Test                        创建三个不同的环形加载器  
    LVGL\_Switch\_Test                          创建两个不同的开关控件  
    LVGL\_Table\_Test                            创建一个简单的表格  
    LVGL\_Tabview\_Test                       实现三页的页面切换学习Tabview控件  
    LVGL\_Textarea\_Test                       长按实现打字机效果的Textarea控件  
    LVGL\_Tileview\_Test                        实现四面环形触摸切换的Tileview控件  
    LVGL\_Window\_Test                        创建一个窗口，带设置子窗口学习窗口控件的使用

电容式触摸感应技术已经广泛应用于家用电器、消费电子等领域，以此发展的触摸按键产品与传统按键相比按键有下面的优点：

无机械装置，不宜磨损老化，超长使用寿命。  
    表面无缝隙，无水分、杂质渗透。  
    减少元件使用，BOM 成本降低。  
    面板不需开孔，工业设计成本降低。  
    产品外观美观，设计灵活。

电容式触摸感应技术通过测量面板（传感器）和其环境之间的电容变化来检测触摸界面附近是否有触摸事件发生

下面一个典型的触摸传感器系统组成的示意图。

![touch sensor structure][]

**保护覆盖层**  
保护覆盖层是指触摸面板。触摸面板必须是绝缘材质，作用是隔离触摸电极与外部环境，起到保护作用。但保护覆盖层会降低触摸的灵敏度，需要根据应用场景选择合适厚度、材质。

**触摸电极**  
触摸电极是触摸传感器的重要组成。手指触摸时与触摸电极形成平行板电容器，改变触摸通道的电容量。触摸电极必须是导电材质。样式多变，如 PCB 板上的铜箔、金属板、触摸弹簧等。

**绝缘基板**  
对触摸电极起支撑作用，非导电材质。

**走线**  
连接触摸电极与芯片，包括 PCB 走线和连接器。走线是引入干扰和寄生电容的主要部分，需要谨慎分配走线的布局。

# 一、硬件设计/原理 #

ESP32 不仅提供核心的 Wi-Fi 和蓝牙功能，还集成了丰富的外设，不需要额外的外部元器件即可实现应用，比如，ESP32 支持具有 10 个触摸通道的触摸传感器系统。

ESP32 提供了多达 10 个的支持电容式触摸传感的 IO，能够检测触摸传感器上因手指接触或接近而产生的电容变化。芯片内部的电容检测电路具有低噪声和高灵敏度的特性，支持用户使用面积较小的触摸垫来实现触摸检测功能，用户也可使用触摸板阵列以探测更大的区域或更多的测试点。下表列出了 ESP32 中 10 个具备触摸传感功能的 IO。

TOUCH_PAD_NUM0 = 0, /*!< Touch pad channel 0 is GPIO4(ESP32) */
        TOUCH_PAD_NUM1,     /*!< Touch pad channel 1 is GPIO0(ESP32) / GPIO1(ESP32-S2) */
        TOUCH_PAD_NUM2,     /*!< Touch pad channel 2 is GPIO2(ESP32) / GPIO2(ESP32-S2) */
        TOUCH_PAD_NUM3,     /*!< Touch pad channel 3 is GPIO15(ESP32) / GPIO3(ESP32-S2) */
        TOUCH_PAD_NUM4,     /*!< Touch pad channel 4 is GPIO13(ESP32) / GPIO4(ESP32-S2) */
        TOUCH_PAD_NUM5,     /*!< Touch pad channel 5 is GPIO12(ESP32) / GPIO5(ESP32-S2) */
        TOUCH_PAD_NUM6,     /*!< Touch pad channel 6 is GPIO14(ESP32) / GPIO6(ESP32-S2) */
        TOUCH_PAD_NUM7,     /*!< Touch pad channel 7 is GPIO27(ESP32) / GPIO7(ESP32-S2) */
        TOUCH_PAD_NUM8,     /*!< Touch pad channel 8 is GPIO33(ESP32) / GPIO8(ESP32-S2) */
        TOUCH_PAD_NUM9,     /*!< Touch pad channel 9 is GPIO32(ESP32) / GPIO9(ESP32-S2) */

查看原理图，触摸盘连接的GPIO是27，上图可以看出对应的触摸通道是T7

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

# 二、程序设计 #

先引用必要头文件

// Touch Pad Interrupt Example
    
    #include <stdio.h>
    #include "freertos/FreeRTOS.h"
    #include "freertos/task.h"
    #include "freertos/queue.h"
    #include "esp_log.h"
    
    #include "driver/touch_pad.h"
    #include "soc/rtc_periph.h"
    #include "soc/sens_periph.h"

主函数

void app_main(void)
    {
    	uint16_t touch_value;
    	ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");
    	touch_pad_init();
    	// 如果使用中断触发模式，应将触摸传感器FSM模式设置为“ TOUCH_FSM_MODE_TIMER”
    	touch_pad_set_fsm_mode(TOUCH_FSM_MODE_TIMER);
    	// 设定充放电参考电压：高参考电压，低参考电压，高参考电压衰减
    	touch_pad_set_voltage(TOUCH_HVOLT_2V7, TOUCH_LVOLT_0V5, TOUCH_HVOLT_ATTEN_1V);
    	// 配置触摸端口
    	for (int i = 0; i < TOUCH_PAD_MAX; i++) {
    		touch_pad_config(i, TOUCH_THRESH_NO_USE);
    	}
    	// 初始化并启动软件滤波器
    	touch_pad_filter_start(TOUCHPAD_FILTER_TOUCH_PERIOD);
    
    	// 设定中断限值，此时不要触摸，2/3的读取值做为限值
    	for (int i = 0; i < TOUCH_PAD_MAX; i++) {
    		touch_pad_read_filtered(i, &touch_value);// 读取过滤值
    		ESP_LOGI(TAG, "test init: touch pad [%d] val is %d", i, touch_value);
    		ESP_ERROR_CHECK(touch_pad_set_thresh(i, touch_value * 2 / 3));// 设置中断限值
    	}
    	// 注册触摸中断ISR
    	touch_pad_isr_register(TouchPad_Intr_CallBack, NULL);
    	// 开启一个任务处理电容触摸
    	xTaskCreate(&Check_TouchPad_Intr_Task, "Check_TouchPad_Intr_Task", 2048, NULL, 5, NULL);
    }

触摸中断处理函数

// 触摸中断处理函数。触摸过的端口保存在s_pad_activated数组中
    static void TouchPad_Intr_CallBack(void *arg)
    {
    	uint32_t pad_intr = touch_pad_get_status();// 读取触摸状态
    	touch_pad_clear_status();// 清除中断
    	for (int i = 0; i < TOUCH_PAD_MAX; i++) {
    		if ((pad_intr >> i) & 0x01) {
    			s_pad_activated[i] = true;
    		}
    	}
    }

触摸中断处理任务函数

// 检测触摸中断任务
    static void Check_TouchPad_Intr_Task(void *pvParameter)
    {
    	uint16_t touch_value;
    	int Count = 0;
    	touch_pad_intr_enable();// 启用中断模式
    	//touch_pad_intr_disable();// 禁用中断模式
    	touch_pad_clear_status();// 清除触摸状态
    	while (1) {
    		Count++;
    		for (int i = 0; i < TOUCH_PAD_MAX; i++) {
    			if (s_pad_activated[i] == true) {				// 中断触发后此位为true
    				ESP_LOGI(TAG, "T%d activated!", i);
    				vTaskDelay(200 / portTICK_PERIOD_MS);		// 延时一下，等待触摸释放
    				s_pad_activated[i] = false;					// 清除触摸信息
    				touch_pad_read_filtered(i, &touch_value);	// 读取过滤值
    				ESP_LOGI(TAG, "test init: touch pad [%d] val is %d", i, touch_value);
    			}
    		}
    		vTaskDelay(10 / portTICK_PERIOD_MS);
    		if (Count > 500) {
    			Count = 0;
    			ESP_LOGI(TAG, "Waiting for any pad being touched...");
    		}
    	}
    }

# 三、下载测试 #

打开ESP-IDF Command Prompt

cd命令进入此工程目录

cd F:\ESP32_DevBoard_File\6_TouchPad_Interrupt

查看电脑设备管理器中开发板的串口号

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

执行idf.py -p COM9 flash monitor从串口9下载并运行打开口显示设备调试信息   Ctrl+c退出运行

下载完成后要等待电容初始化初始值后再触摸，用手指触摸miniUSB口旁边的触摸盘，查看串口打印信息

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

[https_item.taobao.com_item.htm_spm_a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As_ft_t_id_626366733674]: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As&ft=t&id=626366733674
[Link 1]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108343442
[windows]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108405073
[0_Hello Bug _ESP_LOGX_printf]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108372259
[1_LED]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108407571
[2_LED_Task]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108444839
[3_LEDC_PWM]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108445470
[4_ADC_LightR]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108465952
[5_KEY_Short_Long]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108483871
[6_TouchPad_Interrupt]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108489470
[7_WS2812_RMT]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108490311
[8_DHT11_RMT]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108492118
[9_SPI_SDCard]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108493320
[10_IIC_ADXL345]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108507326
[11_IIC_AT24C02]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108507982
[12_IR_Rev_RMT]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108508379
[13_IR_Send_RMT]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108510733
[14_WIFI_Scan]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108511289
[15_WIFI_AP]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108517633
[16_WIFI_AP_TCP_Server]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108588735
[17_WIFI_AP_TCP_Client]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108590279
[18_WIFI_AP_UDP]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108590638
[19_WIFI_STA]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108591462
[20_WIFI_STA_TCP_Server]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108594214
[21_WIFI_STA_TCP_Client]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108594746
[22_WIFI_STA_UDP]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108595529
[23_LCD_Test]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108612147
[24_XPT2046_Touch_Test]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108655354
[touch sensor structure]: /images/20221123/a9c41c854ec946d8854f0f918741ba94.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20221123/192f66eb757f40448982beaec25a60ef.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20221123/6dead1e52d0042f4a35e9c7bd093a2b5.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]: /images/20221123/be64c9fd2f834c2ebc0c461adaa5f5e9.png