针对智能家居、小家电、门禁考勤等触摸按键领域，深圳华仕飞科技推出一系列定制化的软硬件产品，产品不仅仅包括触摸按键领域，也包括一些小家电控制、特别是带触摸按键功能和强电开关控制领域的定制化软硬件产品。最近，华仕飞正在免费派送一款针对门禁考勤系统的12个数字按键的触摸按键HTK100。现在，针对该产品及驱动软件调试方法进行一些简要的讲解。
华仕飞的触摸按键采用的是专业的触摸驱动方案，具有高效的触摸按键算法处理和抗干扰算法处理，是行业内具有良好性价比的产品。HTK100硬件接口可以同时兼容I2C、UART、IR三种通讯接口，支持中断输出，但是，在软件上暂时只能任选其中一种通讯协议，也就是说，只能烧录其中任意一种协议的软件。市面上免费派送的的HTK100支持的是I2C协议。由于I2C协议的很多优点，可以满足绝大部分用户的需求。当然，如果用户需要其它的协议，也可以通过访问官网，联系他们烧录特殊功能的软件，或定制化软件。
针对HTK100，官方网站现在已经推出了基于I2C和UART通讯协议的驱动，该驱动基于华仕飞自身所推出基于STM32的演示评估板，在官方网站和网上其他很多地方都有下载。其中，I2C采用的是GPIO口模拟I2C，程序简单易懂，可移植性强。当然，某些第三方论坛，也可以找到完全的华仕飞评估板的软件包，感兴趣的朋友可以上网找找。
现在，以HTK100的I2C协议为例，简述一下HTK100驱动调试方法。
（1）从官方免费申请或从网上买1~2块HTK100触摸按键板。HTK100采用6PIN1.26mm的接线座。早期的HTK100没有配送对应的线材，后期的才有配送。如果没有配送，用户需要自己在网上购买对应的线，或者自己手动焊接其它对应的线。
（2）接线：将HTK100接上用户自己的主板。主板需要至少有I2C总线接口。如果没有，可以通过GPIO口模拟I2C。为避免主MCU频繁读取HTK100所造成的资源浪费，应采用外部中断方式读取HTK100的按键，所以，INT接口也应接。另外，为防止出在极其特殊情况下HTK100工作不正常的情况，复位引脚RST最好也接上MCU以便可以根据需要对MCU进行复位。当然，在资源不够时，RST可以悬空，或者通过一个大的电阻（推荐100K以）进行上接。HTK100内部既有软件看门狗，也有硬件看门狗。当程序出现异常跑飞的情况时，内部是可以自动复位的。
硬件接口典型电路如下图所示：
（3）IO口配置：
对于INT脚，配置为上升沿触发模式或者上升沿和下降沿双触发模式即可。
对于RST脚，配置为输出模式即可，可以为OD模式，无须上拉或下拉电阻。如果上拉或下拉，应接一个比较大的电阻。
I2C口配置的总线时钟应为200KHz以下；如果采用的是，每字节数据采用的是MSB在前方式传输，即数据位传输顺序为从高位在前。
如果采用的是GPIO模拟I2C的方式，则SDA最好配置为OD模式，这样SDA总线就无段通过软件频繁进行输入输出切换。如果您对芯片的这一功能不太放心，或者您没有这方面的经验，也可以通过软件进行输入输出切换。
一种比较简单的通过软件自动切换的代码实现方式如下所示：
void __Set_SDA(void)
{
if(__I2C_SDA_IsInputMode())
{
__SetI2C_SDA_OutputMode();
}
SET_SDA;
}
void __Clr_SDA(void)
{
if(__I2C_SDA_IsInputMode())
{
__SetI2C_SDA_OutputMode();
}
CLR_SDA;
}
这样，通过以上代码，就无需在GPIO口模拟I2C的驱动程序中频繁对SDA的输入输出方式进行切换了。
（4）I2C驱动程序的编写。由于GPIO口模拟I2C对硬件的依赖性比较低，软件简单可控，所以笔者推荐在条件许可的情况下，尽量使用GPIO口模拟I2C。以下为GPIO口模拟I2C的全部驱动程序。
void __I2C_start(void)
{
__Set_SDA();
__Set_SCL();
__delay_us(5);
__Clr_SDA();
__delay_us(5);
__Clr_SCL();
__delay_us(5);
}
void __I2C_stop(void)
{
__Clr_SDA();
__delay_us(5);
__Set_SCL();
__delay_us(5);
__Set_SDA();
}
void __I2C_get_ack(void)
{
__Clr_SCL();
__delay_us(2);
__Clr_SDA();
__delay_us(5);
__Set_SCL();
__delay_us(5);
__Clr_SCL();
}
void __I2C_get_nack(void)
{
__Clr_SCL();
__delay_us(2);
__Set_SDA();
__delay_us(5);
__Set_SCL();
__delay_us(5);
__Clr_SCL();
__delay_us(2);
}
void __I2C_multi_read(BYTE *pDat,BYTE num)
{
BYTEi;
//receive the n-1 bytes
for(i=0;i<num-1;i++)
{
*pDat= __I2C_byte_get();
//send ack
__I2C_get_ack();
pDat++;
}
//receive the last byte
*pDat= __I2C_byte_get();
//send no ack
__I2C_get_nack();
}
BYTE __I2C_byte_read(void)
{
BYTEdat = 0;
dat= __I2C_byte_get();
__I2C_get_nack();
__delay_us(2);
returndat;
}
BYTE __I2C_byte_get(void)
{
BYTEdat=0;
BYTEbitcnt;
//receive data; gpio4 is input
for(bitcnt=0;bitcnt<8; bitcnt++)
{
__Clr_SCL();
__delay_us(5);
__Set_SCL();
dat= dat<<1;
if(__Get_SDA_Data())
{
dat= dat+1;
}
__delay_us(5);
}
__Clr_SCL();
__delay_us(5);
returndat;
}
BOOL __I2C_send_byte(BYTE dat)
{
BYTEbitcnt;
BOOLret;
//send data; gpio4 is output
for(bitcnt=0;bitcnt<8; bitcnt++)
{
if((dat<<bitcnt)&0x80)
// if((dat>>bitcnt)&0x01)
{
__Set_SDA();
}
else
{
__Clr_SDA();
}
__delay_us(2);
__Set_SCL();
__delay_us(5);
__Clr_SCL();
__delay_us(2);
}
__Set_SDA();
__delay_us(2);
__Set_SCL();
__delay_us(5);
if(__Get_SDA_Data())
{
ret= 0;
}
else
{
ret= 1;
}
__Clr_SCL();
__delay_us(5);
returnret;
// return__I2C_send_ack();
}
//等待从机应答信号
//返回值：1接收应答成功
// 0 接收应答失败
BOOL __I2C_send_ack(void)
{
UINTcnt=0;
__Set_SDA(); //主机释放数据总线，等待从机产生应答信号
__delay_us(5);
__Set_SCL();
__delay_us(5);
//等待从机对数据总线的操作。低电平代表应答
#if 1
while(__Get_SDA_Data())
{
cnt++;
__delay_us(1);
//这个属于软件延时，不一定准确。
if(cnt> 5) //如果时间超时，没有应答就停止。
{
__I2C_stop();
returnFALSE; //没有响应的话返回1.
}
}
#endif
__Clr_SCL();
returnTRUE; //如果有响应的话就返回1.
}
（5）HTK100驱动程序
由于HTK100主要是读取触摸按键值，故其驱动比较简单
以下为来自官方HTK100的全部驱动。由于HTK100事实上并没有手势功能，所以针对手势读取的那部分驱动事实上是无效的。
/**************************************************************************
Parameters:
[OUT]:pKeyVal:最佳键值
Return:
TRUE:读取成功;
FALSE:读取失败
Description:
通过I2C读取最优触摸按键键值,即当有多个按键同时按下时，取最优键的键值
**************************************************************************/
BOOL__HTK_I2C_Read_optimal_touch_keyval(BYTE *pKeyVal)
{
volatileint i = 0;
// DBG_printf("\n\nI2C_start1\n");
__I2C_start();
__delay_us(5);
// DBG_printf("(WRITE)DEV ADDR\n");
if(!__I2C_send_byte((__HTK_DEVICE_ADDR<<1)|0) ) // 发送器件地址+写命令
{
DBG_printf("FAIL\n");
__I2C_stop();
returnFALSE;
}
__delay_us(5);
// DBG_printf("KEY_VALUE_CMD\n");
if(!__I2C_send_byte(__HTK_TOUCH_KEY_VALUE_CMD)) //数据地址
{
DBG_printf("FAIL\n");
__I2C_stop();
returnFALSE;
}
__delay_us(5);
// DBG_printf("I2C_start2\n");
__I2C_start();
__delay_us(5);
// DBG_printf("[READ]DEV ADDR\n");
if(!__I2C_send_byte((__HTK_DEVICE_ADDR<<1)|1) ) // 发送器件地址+读命令
{
DBG_printf("FAIL\n");
__I2C_stop();
returnFALSE;
}
// DBG_printf("READ DATA\n");
__delay_us(100);
*pKeyVal= __I2C_byte_read();
if(*pKeyVal == 0)
{
i= 1;
}
__delay_us(5);
__I2C_stop();
returnTRUE;
}
/**************************************************************************
Parameters:
[OUT]:pdwStatus:最佳键值
Return:
TRUE:读取成功;
FALSE:读取失败
Description:
通过I2C读取当前按键状态
*pdwStatus的BIT0~BIT31分别对应32个(如果按键数量不够,以实际按键数量为准)按键的状态
每个BIT的1表示按下，0:表示未按下
**************************************************************************/
BOOL__HTK_I2C_Read_touch_status(DWORD *pdwStatus)
{
BYTEdat[4];
// DBG_printf("\n\nI2C_start1\n");
__I2C_start();
__delay_us(5);
if(!__I2C_send_byte((__HTK_DEVICE_ADDR<<1)|0) ) // 发送器件地址+读命令
{
DBG_printf("FAIL\n");
__I2C_stop();
returnFALSE;
}
__delay_us(5);
if(!__I2C_send_byte(__HTK_TOUCH_KEY_STATUS_CMD)) //读命令
{
DBG_printf("FAIL\n");
__I2C_stop();
returnFALSE;
}
// DBG_printf("I2C_start2\n");
__delay_us(5);
__I2C_start();
__delay_us(5);
// DBG_printf("[READ]DEV ADDR\n");
if(!__I2C_send_byte((__HTK_DEVICE_ADDR<<1)|1) ) // 发送器件地址+读命令
{
DBG_printf("FAIL\n");
__I2C_stop();
returnFALSE;
}
// DBG_printf("READ DATA\n");
__delay_us(100);
__I2C_multi_read(dat,4);
__I2C_stop();
//如系统为小端模式,调用如下代码
*pdwStatus= (((DWORD)dat[0]<<24) | ((DWORD)dat[1]<<16) |((DWORD)dat[2]<<8) | ((DWORD)dat[3]));
//如系统为大端模式,调用如下代码
// *pdwStatus= (((DWORD)dat[3]<<24) | ((DWORD)dat[2]<<16) |((DWORD)dat[1]<<8) | ((DWORD)dat[0]))
returnTRUE;
}
/**************************************************************************
Parameters:
[OUT]:pGesture:手势
Return:
TRUE:读取成功;
FALSE:读取失败
Description:
通过I2C读取当前的手势值
**************************************************************************/
BOOL __HTK_I2C_Read_gesture(BYTE*pGesture)
{
// DBG_printf("\n\nI2C_start1\n");
__I2C_start();
__delay_us(5);
// DBG_printf("(WRITE)DEV ADDR\n");
if(!__I2C_send_byte((__HTK_DEVICE_ADDR<<1)|0) ) // 发送器件地址+写命令
{
DBG_printf("FAIL\n");
__I2C_stop();
returnFALSE;
}
__delay_us(5);
// DBG_printf("GESTURE_CMD\n");
if(!__I2C_send_byte(__HTK_TOUCH_GESTURE_CMD)) //数据地址
{
DBG_printf("FAIL\n");
__I2C_stop();
returnFALSE;
}
__delay_us(5);
// DBG_printf("I2C_start2\n");
__I2C_start();
__delay_us(5);
// DBG_printf("[READ]DEV ADDR\n");
if(!__I2C_send_byte((__HTK_DEVICE_ADDR<<1)|1) ) // 发送器件地址+读命令
{
DBG_printf("FAIL\n");
__I2C_stop();
returnFALSE;
}
// DBG_printf("READ DATA\n");
__delay_us(100);
*pGesture= __I2C_byte_read();
__delay_us(5);
__I2C_stop();
returnTRUE;
}
（6）驱动的挂载及系统联调
对于一般的单片机系统而言，通过中断方式读取HTK100键值及其它状态值即可。当然，考虑到中断需要一定的时间，而中断服务程序需要需要快速响应且尽快退出，可以考虑在中断服务程序中置个标志位，然后在中循环中再读取相庆的键值及其它状态值即可。程序可以参考如下代码：
/**************************************************************************
Parameters:
void
Return:
void
Description:
上升沿中断处理程序
即当中断服务程序收到一个触摸按键的中断时，在主循环中调用该函数以读取键值
由于中断服务程序不适合处理时间较长的工作，所以该函数不建议在中断服务程序中运行,而在主循环中运行
**************************************************************************/
void __HTK_proc(void)
{
BYTEKeyVal = 0;
BYTEGesture = 0;
DWORDKeyStatus = 0;
if(__isGetHtkIntr)
{
// DBG_printf("__isGetHtkIntr\n");
if(GET_HTK_INTR) // 识别是否为上升沿中断
{
DBG_printf("Rising\n");
#if defined(IIC_KEY_CFG)
//读取最佳按键
DBG_printf("Readkey value \n");
#if 1
if(__HTK_I2C_Read_optimal_touch_keyval(&KeyVal))
{
DBG_printf("touchkey value:%02X\n\n", KeyVal);
SetKeyValLed(KeyVal);
}
else
{
SetKeyValLed(0);
DBG_printf("Nokey\n");
}
#endif
#if 0
DBG_printf("Readkey status \n");
if(__HTK_I2C_Read_touch_status(&KeyStatus))
{
DBG_printf("touchkey status:0x%08X\n", KeyStatus);
}
else
{
DBG_printf("Nokey\n");
}
#endif
#if 0
DBG_printf("Readgesture \n");
if(__HTK_I2C_Read_gesture(&Gesture))
{
DBG_printf("touchkey gesture:%d\n", Gesture);
}
else
{
DBG_printf("Nogesture\n");
}
#endif
#elif defined(UART_KEY_CFG)
//读取最佳按键
DBG_printf("Readkey value \n");
if(__HTK_Uart_Read_optimal_touch_keyval(&KeyVal))
{
DBG_printf("touchkey value:%02X\n", KeyVal);
SetKeyValLed(KeyVal);
}
else
{
DBG_printf("Nokey\n");
SetKeyValLed(0);
}
#if 0
DBG_printf("Readkey status \n");
if(__HTK_Uart_Read_touch_status(&KeyStatus))
{
DBG_printf("touchkey status:0x%08X\n", KeyStatus);
}
else
{
DBG_printf("Nokey\n");
}
DBG_printf("Readgesture \n");
if(__HTK_Uart_Read_gesture(&Gesture))
{
DBG_printf("touchkey gesture:%d\n", Gesture);
}
else
{
DBG_printf("Nogesture\n");
}
#endif
#endif
}
else
{
SetKeyValLed(0);
}
__isGetHtkIntr= FALSE;
}
}
/**************************************************************************
Parameters:
void
Return:
void
Description:
上升沿中断服务程序
当上升沿中断来到来时，表示有触摸按键被按下
**************************************************************************/
void __HTK_Intr_isr(void)
{
if(__isGetHtkIntr)
{
return;
}
__isGetHtkIntr= TRUE;
}
（7）有关复位：
一般情况下，只需要主控板在上电时，通过软件上拉时即可。如果为了增强软件的可靠性，以预防各种可能出现的异常情况，可以在程序的某些地方增加一部分代码，即通过调用_HTK_I2C_Read_optimal_touch_keyval（）函数无法读取数据时，即可以调用复位函数启动HTK100的硬件复位功能。但该复位函数不应在INT中断服务程序中调用，因为如果HTK100没有正常工作，同时也不会出现中断信号。一种比较可靠的办法就是定时调用_HTK_I2C_Read_optimal_touch_keyval（）检测HTK100是否正常工作。如果工作不正常，即启动复位程序。
复位程序如下所示：
/**************************************************************************
Parameters:
void
Return:
void
Description:
触摸按键复位
**************************************************************************/
void__HTK_reset(void)
{
SET_HTK_RST;
__delay_us(10);
CLR_HTK_RST;
__delay_us(200);
SET_HTK_RST;
}
祝您早日调通和使用华仕飞触摸按键板。