概述
Qvar,全称为电荷变化检测(Qvar stands for “Quasi-static VARiation”),是一种用于检测电荷变化的技术。这种技术通常用于传感器和其他电子设备中,特别是在惯性测量单元(IMU)和微机电系统(MEMS)技术中。Qvar 技术可以用于检测微小的电荷变化,这些变化可能是由于物理运动、环境变化或其他因素导致的。
在 ILPS28QSW 这类先进的 MEMS 中,Qvar 技术用于增强用户界面功能,如轻触、双击、三击、长按或滑动手势。它通过检测和解析与这些手势相关的微小电荷变化,来实现高度精准和灵敏的用户交互。
需要样片的可以加群申请:615061293 。
视频教学
[https://www.bilibili.com/video/BV1AH4y1c7rL/]
样品申请
[https://www.wjx.top/vm/OhcKxJk.aspx#]
完整代码下载
[https://download.csdn.net/download/qq_24312945/89544680]
Qvar功能
Qvar(电荷变化检测)功能可以通过外部电极实现,用于用户接口,例如:
水泄漏检测
轻拍检测
双击检测
长按检测
左/右滑动检测
这些功能为传感器在智能设备和工业应用中提供了更多可能性。
生成STM32CUBEMX
用STM32CUBEMX生成例程,这里使用MCU为STM32H503CB。 配置时钟树,配置时钟为250M。
串口配置
查看原理图,PA9和PA10设置为开发板的串口。
配置串口,速率为2000000。
IIC配置
配置IIC速度为1M。
串口重定向
打开魔术棒,勾选MicroLIB
在main.c中,添加头文件,若不添加会出现 identifier "FILE" is undefined报错。
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */
函数声明和串口重定向:
/* USER CODE BEGIN PFP */
int fputc(int ch, FILE *f){
HAL_UART_Transmit(&huart1 , (uint8_t *)&ch, 1, 0xFFFF);
return ch;
}
/* USER CODE END PFP */
参考驱动程序
[https://github.com/STMicroelectronics/ilps28qsw-pid]
获取ID
可以向WHO_AM_I (0Fh)获取固定值,判断是否为0xB4
ilps28qsw_id_get为获取函数。
对应的获取ID驱动程序,如下所示。
/* Check device ID */
ilps28qsw_id_get(&dev_ctx, &id);
printf("ILPS28QSW_ID=0x%x,id.whoami=0x%xn",ILPS28QSW_ID,id.whoami);
if (id.whoami != ILPS28QSW_ID)
while(1);
复位操作
ilps28qsw_init_set为重置函数。
对应的驱动程序,如下所示。
/* Restore default configuration */
ilps28qsw_init_set(&dev_ctx, ILPS28QSW_RESET);
do {
ilps28qsw_status_get(&dev_ctx, &status);
} while (status.sw_reset);
BDU设置
在很多传感器中,数据通常被存储在输出寄存器中,这些寄存器分为两部分:MSB和LSB。这两部分共同表示一个完整的数据值。例如,在一个加速度计中,MSB和LSB可能共同表示一个加速度的测量值。
连续更新模式(BDU = ‘0’):在默认模式下,输出寄存器的值会持续不断地被更新。这意味着在你读取MSB和LSB的时候,寄存器中的数据可能会因为新的测量数据而更新。这可能导致一个问题:当你读取MSB时,如果寄存器更新了,接下来读取的LSB可能就是新的测量值的一部分,而不是与MSB相对应的值。这样,你得到的就是一个“拼凑”的数据,它可能无法准确代表任何实际的测量时刻。
块数据更新(BDU)模式(BDU = ‘1’):当激活BDU功能时,输出寄存器中的内容不会在读取MSB和LSB之间更新。这就意味着一旦开始读取数据(无论是先读MSB还是LSB),寄存器中的那一组数据就被“锁定”,直到两部分都被读取完毕。这样可以确保你读取的MSB和LSB是同一测量时刻的数据,避免了读取到代表不同采样时刻的数据。
简而言之,BDU位的作用是确保在读取数据时,输出寄存器的内容保持稳定,从而避免读取到拼凑或错误的数据。这对于需要高精度和稳定性的应用尤为重要。
可以向CTRL_REG2 (11h)的BDU寄存器写入1进行开启。
对应的驱动程序,如下所示。
/* Set bdu and if_inc recommended for driver usage */
ilps28qsw_init_set(&dev_ctx, ILPS28QSW_DRV_RDY);
设置总线接口
/* Select bus interface */
bus_mode.filter = ILPS28QSW_AUTO;
ilps28qsw_bus_mode_set(&dev_ctx, &bus_mode);
设置速率
设置速率和量程可以通过CTRL_REG1 (10h)和CTRL_REG2 (11h)进行设置。
/* Set Output Data Rate */
md.odr = ILPS28QSW_200Hz;
md.avg = ILPS28QSW_4_AVG;
ilps28qsw_mode_set(&dev_ctx, &md);
开启QVAR
通过配置CTRL_REG3 (12h)寄存器,可以根据需要启用(AH)/ Qvar功能。
/* Enable AH/QVAR function */
ilps28qsw_ah_qvar_en_set(&dev_ctx, 1);
QVAR外部电路
下图可以了解如何配置和使用ILPS28QSW传感器的模拟枢纽和Qvar功能,包括其外部连接、寄存器配置及操作模式,从而有效地利用该传感器的多功能特性。
初始化代码
/* USER CODE BEGIN 2 */
ilps28qsw_all_sources_t all_sources;
ilps28qsw_bus_mode_t bus_mode;
ilps28qsw_stat_t status;
stmdev_ctx_t dev_ctx;
ilps28qsw_id_t id;
ilps28qsw_md_t md;
/* Initialize mems driver interface */
dev_ctx.write_reg = platform_write;
dev_ctx.read_reg = platform_read;
dev_ctx.mdelay = platform_delay;
dev_ctx.handle = &SENSOR_BUS;
/* Init test platform */
// platform_init(dev_ctx.handle);
/* Wait sensor boot time */
platform_delay(BOOT_TIME);
/* Check device ID */
ilps28qsw_id_get(&dev_ctx, &id);
printf("ILPS28QSW_ID=0x%x,id.whoami=0x%xn",ILPS28QSW_ID,id.whoami);
if (id.whoami != ILPS28QSW_ID)
while(1);
/* Restore default configuration */
ilps28qsw_init_set(&dev_ctx, ILPS28QSW_RESET);
do {
ilps28qsw_status_get(&dev_ctx, &status);
} while (status.sw_reset);
/* Set bdu and if_inc recommended for driver usage */
ilps28qsw_init_set(&dev_ctx, ILPS28QSW_DRV_RDY);
/* Select bus interface */
bus_mode.filter = ILPS28QSW_AUTO;
ilps28qsw_bus_mode_set(&dev_ctx, &bus_mode);
/* Set Output Data Rate */
md.odr = ILPS28QSW_200Hz;
md.avg = ILPS28QSW_4_AVG;
ilps28qsw_mode_set(&dev_ctx, &md);
/* Enable AH/QVAR function */
ilps28qsw_ah_qvar_en_set(&dev_ctx, 1);
/* USER CODE END 2 */
获取Qvar数据
对于Qvar数据是否准备好,可以查看STATUS (27h)的P_DA位,判断是否有新数据到达。
对于压强和QVAR数据,主要在PRESS_OUT_XL (28h)-PRESS_OUT_H (2Ah)。
/* Infinite loop */
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
static ilps28qsw_ah_qvar_data_t data;
/* Read output only if new values are available */
ilps28qsw_all_sources_get(&dev_ctx, &all_sources);
if ( all_sources.drdy_pres ) {
ilps28qsw_ah_qvar_data_get(&dev_ctx, &data);
printf("QVAR [mV]:%6.2f [LSB]:%drn", data.mv, data.lsb);
}
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
}
/* USER CODE END 3 *
测试结果
未触摸。
触摸上按键。
触摸下按键。
审核编辑 黄宇
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