星慈光编程虫2号小车讲解第四篇--触摸按键

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编程虫2号小车的触摸按键功能主要通过电容式触摸传感器实现，能够检测人体接触或接近时的电容变化。以下是触摸按键的具体实现方式及编程要点。

硬件原理

电容式触摸按键基于检测电极电容变化的工作原理。当手指或金属接近或触摸感应电极时，电极与地之间的电容会增大，传感器通过检测这种变化来判定触摸动作。编程虫2号通常使用专用触摸芯片（如TTP223）或MCU的电容检测模块实现。

硬件连接通常包括：

• 触摸传感器信号引脚连接到MCU的GPIO（支持中断或ADC功能）
• 电源（3.3V/5V）与接地
• 部分模块需要外部电容调节灵敏度

软件实现方法

1. 初始化触摸引脚 配置GPIO为输入模式，若使用中断方式需启用上升沿/下降沿触发：

pinMode(TOUCH_PIN, INPUT);
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(TOUCH_PIN), touchISR, CHANGE);

2. 中断服务函数处理 检测到触摸信号变化时进入中断处理逻辑：

void touchISR() {
  int state = digitalRead(TOUCH_PIN);
  if(state == HIGH) {
    // 触摸按下动作
  } else {
    // 触摸释放动作
  }
}

3. 消抖处理 通过延时过滤信号抖动：

if(digitalRead(TOUCH_PIN) == HIGH) {
  delay(50);
  if(digitalRead(TOUCH_PIN) == HIGH) {
    // 确认有效触摸
  }
}

应用示例

控制小车启停 触摸按键按下时启动电机，再次触摸停止：

bool isRunning = false;

void loop() {
  if(checkTouch()) {
    isRunning = !isRunning;
    setMotor(isRunning);
  }
}

bool checkTouch() {
  static unsigned long lastTouch = 0;
  if(millis() - lastTouch < 200) return false; // 防误触
  if(digitalRead(TOUCH_PIN)) {
    lastTouch = millis();
    return true;
  }
  return false;
}

灵敏度调节

部分触摸模块支持灵敏度调整：

• 硬件调节：通过改变外部电容容值
• 软件调节：修改检测阈值或采样次数

// 软件滤波示例
int samples = 0;
for(int i=0; i<5; i++) {
  samples += digitalRead(TOUCH_PIN);
  delay(10);
}
if(samples >= 3) { // 5次采样中3次高电平判定为触摸
  // 触发动作
}

注意事项

• 避免触摸电极附近存在金属物体干扰
• 长按功能需结合定时器实现，区分单击/长按
• 潮湿环境可能导致灵敏度下降

代码

在上一篇的基础上优化代码并添加触摸按键模块。

// 引脚定义
#define FR1 6
#define FR2 10
#define FL1 5
#define FL2 9
#define BR1 A5
#define BR2 11
#define BL1 A4
#define BL2 3
#define TOUCH_PIN A0
bool isRunning = false;
// 停止所有电机
void stopCart();
// 前进
void moveForward();
// 后退
void moveBackward();
// 左转
void turnLeft();
// 右转
void turnRight();

void setup() {
  pinMode(FR1, OUTPUT);
  pinMode(FR2, OUTPUT);
  pinMode(FL1, OUTPUT);
  pinMode(FL2, OUTPUT);
  pinMode(BR1, OUTPUT);
  pinMode(BR2, OUTPUT);
  pinMode(BL1, OUTPUT);
  pinMode(BL2, OUTPUT);
  stopCart();  // 初始状态停止所有电机
  pinMode(TOUCH_PIN, INPUT);
  attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(TOUCH_PIN), touchISR, CHANGE);
}

// 中断服务函数处理
void touchISR() {
  int state = digitalRead(TOUCH_PIN);
  if (state == HIGH) {
    if (digitalRead(TOUCH_PIN) == HIGH) {
      delay(50);
      if (digitalRead(TOUCH_PIN) == HIGH) {
        isRunning = true;
      }
    }
  } else {
    isRunning = false;
  }
}

void loop() {
  touchISR();
  if (isRunning) {
    moveForward();
  } else {
    stopCart();
  }
}

void stopCart() {
  digitalWrite(FR1, 0);
  digitalWrite(FR2, 0);
  digitalWrite(FL1, 0);
  digitalWrite(FL2, 0);
  digitalWrite(BR1, 0);
  digitalWrite(BR2, 0);
  digitalWrite(BL1, 0);
  digitalWrite(BL2, 0);
}
void moveForward() {
  // 前右轮(FR) - 正转
  digitalWrite(FR1, 0);
  digitalWrite(FR2, 1);
  // 前左轮(FL) - 正转
  digitalWrite(FL1, 0);
  digitalWrite(FL2, 1);
  // 后右轮(BR) - 正转
  digitalWrite(BR1, 0);
  digitalWrite(BR2, 1);
  // 后左轮(BL) - 正转
  digitalWrite(BL1, 0);
  digitalWrite(BL2, 1);
}
void moveBackward() {
  // 前右轮(FR) - 反转
  digitalWrite(FR1, 1);
  digitalWrite(FR2, 0);
  // 前左轮(FL) - 反转
  digitalWrite(FL1, 1);
  digitalWrite(FL2, 0);
  // 后右轮(BR) - 反转
  digitalWrite(BR1, 1);
  digitalWrite(BR2, 0);
  // 后左轮(BL) - 反转
  digitalWrite(BL1, 1);
  digitalWrite(BL2, 0);
}
void turnLeft() {
  // 前右轮(FR) - 反转
  digitalWrite(FR1, 1);
  digitalWrite(FR2, 0);
  // 前左轮(FL) - 正转
  digitalWrite(FL1, 0);
  digitalWrite(FL2, 1);
  // 后右轮(BR) - 反转
  digitalWrite(BR1, 1);
  digitalWrite(BR2, 0);
  // 后左轮(BL) - 正转
  digitalWrite(BL1, 0);
  digitalWrite(BL2, 1);
}
void turnRight() {
  // 前右轮(FR) - 正转
  digitalWrite(FR1, 0);
  digitalWrite(FR2, 1);
  // 前左轮(FL) - 反转
  digitalWrite(FL1, 1);
  digitalWrite(FL2, 0);
  // 后右轮(BR) - 正转
  digitalWrite(BR1, 0);
  digitalWrite(BR2, 1);
  // 后左轮(BL) - 反转
  digitalWrite(BL1, 1);
  digitalWrite(BL2, 0);
}