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STM32F103RC+FDC2214程序 (四路通道檢測 OLED顯示 串口上傳）

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ID:46986 發表于 2021-6-24 14:19 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
該系統以STM32F103RCT6為核心（可自行修改成103系列其他芯片，修改編譯參數）。對FDC2214模塊的四路通道進行檢測，通過OLED 0.96顯示相關信息 ，并通過串口上傳 。適應于外部電容變化檢測、液位高度、觸摸、厚度等應用。

STM32單片機源程序如下:
  1. #include "fdc2214.h"
  2. #include "delay.h"
  3. #include "led.h"

  5. u32 Data_FDC;
  6. //FDC_I2C及讀寫操作**************************************************



  10. //FDC IIC 延時函數
  11. void FDC_IIC_Delay(void)
  12. {
  13.         delay_us(1);
  14. }

  16. void FDC_GPIO_Init(void)
  17. {
  18.        
  19. }

  21. //初始化IIC I/O口
  22. void FDC_IIC_Init(void)
  23. {                                             
  24.   GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;
  25.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//先使能外設IO PORTC時鐘
  26.                
  27.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;//端口配置
  28.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =  GPIO_Mode_Out_OD;                 //開漏輸出
  29.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_10MHz;                //IO口速度為50MHz
  30.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                                            //根據設定參數初始化GPIO
  31.        
  32.   GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7);                                  //PC.4,PC.5 輸出高       
  33. }

  35. //產生IIC起始信號
  36. void FDC_IIC_Start(void)
  37. {
  38.         FDC_SDA_OUT();     //sda線輸出
  39.         FDC_IIC_SDA=1;                    
  40.         FDC_IIC_SCL=1;
  41.         FDC_IIC_Delay();
  42.         FDC_IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low
  43.         FDC_IIC_Delay();
  44.         FDC_IIC_SCL=0;//鉗住I2C總線，準備發送或接收數據
  45.         FDC_IIC_Delay();
  46. }          
  47. //產生IIC停止信號
  48. void FDC_IIC_Stop(void)
  49. {
  50.         FDC_SDA_OUT();//sda線輸出
  51.         FDC_IIC_SCL=0;
  52.         FDC_IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
  53.         FDC_IIC_Delay();
  54.         FDC_IIC_SCL=1;
  55.         FDC_IIC_SDA=1;//發送I2C總線結束信號
  56.         FDC_IIC_Delay();                                                                  
  57. }
  58. //等待應答信號到來
  59. //返回值：1，接收應答失敗
  60. //        0，接收應答成功
  61. u8 FDC_IIC_Wait_Ack(void)
  62. {
  63.         u8 ucErrTime=0;
  64.         FDC_SDA_IN();      //SDA設置為輸入  
  65.         FDC_IIC_SDA=1;FDC_IIC_Delay();          
  66.         FDC_IIC_SCL=1;FDC_IIC_Delay();         
  67.         while(FDC_READ_SDA)
  68.         {
  69.                 ucErrTime++;
  70.                 if(ucErrTime>250)
  71.                 {
  72.                         FDC_IIC_Stop();
  73.                         return 1;
  74.                 }
  75.         }
  76.         FDC_IIC_SCL=0;//時鐘輸出0
  77.         return 0;  
  78. }
  79. //產生ACK應答
  80. void FDC_IIC_Ack(void)
  81. {
  82.         FDC_IIC_SCL=0;
  83.         FDC_SDA_OUT();
  84.         FDC_IIC_SDA=0;
  85.         FDC_IIC_Delay();
  86.         FDC_IIC_SCL=1;
  87.         FDC_IIC_Delay();
  88.         FDC_IIC_SCL=0;
  89. }
  90. //不產生ACK應答                    
  91. void FDC_IIC_NAck(void)
  92. {
  93.         FDC_IIC_SCL=0;
  94.         FDC_SDA_OUT();
  95.         FDC_IIC_SDA=1;
  96.         FDC_IIC_Delay();
  97.         FDC_IIC_SCL=1;
  98.         FDC_IIC_Delay();
  99.         FDC_IIC_SCL=0;
  100. }                                                                              
  101. //IIC發送一個字節
  102. //返回從機有無應答
  103. //1，有應答
  104. //0，無應答                          
  105. void FDC_IIC_Send_Byte(u8 txd)
  106. {                        
  107.   u8 t;   
  108.         FDC_SDA_OUT();             
  109.   FDC_IIC_SCL=0;//拉低時鐘開始數據傳輸
  110.   for(t=0;t<8;t++)
  111.   {              
  112.         FDC_IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
  113.         txd<<=1;           
  114.                     FDC_IIC_SCL=1;
  115.                     FDC_IIC_Delay();
  116.                     FDC_IIC_SCL=0;       
  117.                     FDC_IIC_Delay();
  118.   }         
  119. }             
  120. //讀1個字節，ack=1時，發送ACK，ack=0，發送nACK   
  121. u8 FDC_IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
  122. {
  123.         unsigned char i,receive=0;
  124.         FDC_SDA_IN();//SDA設置為輸入
  125.   for(i=0;i<8;i++ )
  126.         {
  127.     FDC_IIC_SCL=0;
  128.     FDC_IIC_Delay();
  129.                 FDC_IIC_SCL=1;
  130.     receive<<=1;
  131.     if(FDC_READ_SDA)receive++;   
  132.                 FDC_IIC_Delay();
  133.   }                                 
  134.   if (!ack)
  135.     FDC_IIC_NAck();//發送nACK
  136.   else
  137.     FDC_IIC_Ack(); //發送ACK         
  138.   return receive;
  139. }

  141. //FDC寄存器操作***********************************************************************

  143. /*FDC2214設置函數
  144. *IIC寫2個字節
  145. *reg:寄存器地址
  146. *data1:數據1
  147. *data2:數據2
  148. *返回值:0    正常
  149. *     其他  錯誤代碼
  150. */
  151. u8 Set_FDC2214(u8 reg,u8 MSB,u8 LSB)                                  
  152. {
  153.   FDC_IIC_Start();
  154.         FDC_IIC_Send_Byte((FDC2214_ADDR<<1)|0);//發送器件地址+寫命令       
  155.         if(FDC_IIC_Wait_Ack())        //等待應答
  156.         {
  157.                 FDC_IIC_Stop();                 
  158.                 return 1;               
  159.         }
  160.     FDC_IIC_Send_Byte(reg);//寫寄存器地址
  161.     FDC_IIC_Wait_Ack();                 //等待應答
  162.         FDC_IIC_Send_Byte(MSB);  //發送數據1
  163.         if(FDC_IIC_Wait_Ack())         //等待ACK
  164.         {
  165.                 FDC_IIC_Stop();         
  166.                 return 1;                 
  167.         }                 
  168.         FDC_IIC_Send_Byte(LSB);  //發送數據2
  169.         if(FDC_IIC_Wait_Ack())         //等待ACK
  170.         {
  171.                 FDC_IIC_Stop();         
  172.                 return 1;                 
  173.         }       
  174.     FDC_IIC_Stop();         
  175.         return 0;
  176. }

  178. /*讀取FDC2214寄存器數據
  179. *IIC讀2個字節
  180. *reg:寄存器地址
  181. *返回值:讀到的數據
  182. */
  183. u16 FDC_Read(u8 reg)
  184. {
  185.         u16 res;
  186.   FDC_IIC_Start();
  187.         FDC_IIC_Send_Byte((FDC2214_ADDR<<1)|0);//發送器件地址+寫命令       
  188.         FDC_IIC_Wait_Ack();                //等待應答
  189.   FDC_IIC_Send_Byte(reg);        //寫寄存器地址
  190.   FDC_IIC_Wait_Ack();                //等待應答
  191.   FDC_IIC_Start();
  192.         FDC_IIC_Send_Byte((FDC2214_ADDR<<1)|1);//發送器件地址+讀命令       
  193.   FDC_IIC_Wait_Ack();                //等待應答
  194.         res=FDC_IIC_Read_Byte(1)<<8;//讀取數據,發送ACK
  195.           
  196.         res|=FDC_IIC_Read_Byte(0);//讀取數據,發送nACK
  197.   FDC_IIC_Stop();                        //產生一個停止條件
  198.         return res;               
  199. }

  201. /*得到通道x轉換后的數據
  202. *index:0 -> CH0
  203. *      1 -> CH1
  204. *      2 -> CH2
  205. *      3 -> CH3
  206. *返回值:讀到的數據
  207. */
  208. //u16 FCD2214_ReadCH(u8 index)
  209. //{
  210. //        u16 result;
  211. //        switch(index)
  212. //        {
  213. //                case 0:
  214. //                  result = FDC_Read(DATA_CH0)&0x0FFF;
  215. //                  result = (result<<4)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH0)>>12);
  216. //                        break;
  217. //                case 1:
  218. //                        result = FDC_Read(DATA_CH1)&0x0FFF;
  219. //                  result = (result<<4)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH1)>>12);
  220. //                        break;
  221. //                case 2:
  222. //                        result = FDC_Read(DATA_CH2)&0x0FFF;
  223. //                  result = (result<<4)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH2)>>12);
  224. //                        break;
  225. //                case 3:
  226. //                        result = FDC_Read(DATA_CH3)&0x0FFF;
  227. //                  result = (result<<4)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH3)>>12);
  228. //                        break;
  229. //                default:break;
  230. //        }
  231. //        return result;
  232. //}

  234. u32 FCD2214_ReadCH(u8 index)
  235. {
  236.         u32 result;
  237.         switch(index)
  238.         {
  239.                 case 0:
  240.                   result = FDC_Read(DATA_CH0)&0x0FFF;
  241.                   result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH0));
  242.                         break;
  243.                 case 1:
  244.                         result = FDC_Read(DATA_CH1)&0x0FFF;
  245.                   result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH1));
  246.                         break;
  247.                 case 2:
  248.                         result = FDC_Read(DATA_CH2)&0x0FFF;
  249.                   result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH2));
  250.                         break;
  251.                 case 3:
  252.                         result = FDC_Read(DATA_CH3)&0x0FFF;
  253.                   result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH3));
  254.                         break;
  255.                 default:break;
  256.         }
  257.         result =result&0x0FFFFFFF;
  258.         return result;
  259. }

  261. /*FDC2214初始化函數
  262. *返回值:0：初始化正常
  263. *       1：不正常
  264. */
  265. u8 FDC2214_Init(void)
  266. {
  267.         u16 res;
  268.         //FDC2214芯片IO口初始化
  269.         FDC_GPIO_Init();
  270.        
  271.         //軟件IIC總線初始化
  272.         FDC_IIC_Init();
  273.        
  274.         //檢測ID是否正確，再初始化寄存器
  275.         res=FDC_Read(MANUFACTURER_ID);
  276.         if(res==0x5449)
  277.         {
  278.                 //設置Set_FDC2214寄存器
  279.                 Set_FDC2214(RCOUNT_CH0,0x34,0xFB);//參考計數轉換間隔時間（T=(RCOUNT_CH0*16)/Frefx）
  280.                 Set_FDC2214(RCOUNT_CH1,0x34,0xFB);
  281.                 Set_FDC2214(RCOUNT_CH2,0x34,0xFB);
  282.                 Set_FDC2214(RCOUNT_CH3,0x34,0xFB);
  283.                
  284.                 Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH0,0x00,0x1B);//轉換之前的穩定時間（T=(SETTLECOUNT_CHx*16)/Frefx）
  285.                 Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH1,0x00,0x1B);
  286.                 Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH2,0x00,0x1B);
  287.                 Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH3,0x00,0x1B);
  288.                
  289.                 Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH0,0x20,0x02);//選擇在0.01MHz ~ 10MHz的傳感器頻率
  290.                 Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH1,0x20,0x02);//Frefx = Fclk = 43.4MHz/2(2分頻)
  291.                 Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH2,0x20,0x02);//CHx_REF_DIVIDER=2;CHx_FIN_SEL=2
  292.                 Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH3,0x20,0x02);
  293.                
  294.                 Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH0,0x78,0x00);//0.146ma（傳感器時鐘建立+轉換時間的驅動電流）
  295.                 Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH1,0x78,0x00);
  296.                 Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH2,0x78,0x00);
  297.                 Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH3,0x78,0x00);
  298.                
  299.                 Set_FDC2214(ERROR_CONFIG,0x00,0x00);//全部禁止錯誤匯報
  300.                
  301.                 Set_FDC2214(MUX_CONFIG,0xC2,0x0D);//通道0，1，2 ，3；選擇10Mhz為超過振蕩槽振蕩頻率的最低設置，多通道，四通道
  302.                
  303.                 Set_FDC2214(CONFIG,0x14,0x01);//激活模式，使用內部振蕩器做參考頻率，INTB引腳會隨狀態寄存器更新被置位
  304.         }
  305.         else return 1;
  306.        
  307.         return 0;
  308. }

  310. /*測量線路電容
  311. *index:0：線路0
  312. *      1：線路1
  313. *      2：線路2
  314. *      3：線路3
  315. *返回值：線路總電容C
  316. */
  317. float Cap_Calculate(u8 index)
  318. {
  319.         float Cap;
  320.         Data_FDC = FCD2214_ReadCH(index);
  321. //        Cap = 56645.763f/((float)Data_FDC);
  322. //        return ((Cap*Cap)-33);
  323. //        Cap = 232021045.248/(Data_FDC);
  324.         //return (Cap*Cap);.
  325.         return(Data_FDC);
  326. }
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