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【换取逻辑分析仪】+TTP229触摸键盘在MSPM0G3507下的奇怪表现

之前测试一个从项目的时候，打算在MSPM0G3507下使用TTP229触摸键盘。

1.输入按键数目选择

 TTP229 具有 8 键输入模式和 16 键输入模式。两者是通过 TP2(KYSEL)是否连接高阻值电阻到VSS 所决定。默认为 TP2(KYSEL)不连接电阻到 VSS 选定为 8 键输入模式,16 键输入模式是连接高阻值电阻到 VSS。

2. 输出模式

 TTP229 具有 8 端口直接输出模式和两种串行输出模式。16 键输入模式下只能使用串行输出方式。8 键输入模式下可使用两种输出方式，为 8 端口直接输出和串行输出方式。8 端口直接输出方式只能应用在 8 键直接输出模式下。两种串行输出方式包括 I2C 和 2-线串行通讯方式。此两种方式共用 SCL 作为时钟输入端口。这两种模式通过 SLSERT 选择，同一时间只能选择一种通讯方式。SLSERT 悬空(默认)或连接到 VDD 将设置为 2-线串行通讯方式，当 SLSERT 链接到VSS 时，设置为 I2C 通讯方式。

 2.1 在 8 端口直接输出模式下，TTP229 具有两种输出类型，CMOS 类型输出和 OD(漏极开路)类型输出。这两者通过 TP0(OPDEN)选择。默认为 CMOS 类型，即 TP0(OPDEN)不连接高阻值电阻到 VSS。当 TP0(OPDEN) 连接高阻值电阻到 VSS 时，选择为 OD 类型输出。

 2.2 当选用 8 端口直接 COMS 输出模式，输出有效电平可以通过 TP1(SAHL) 端口设置为高电平有效或低电平有效。默认 TP1(SAHL) 端口不连接高阻值电阻到 VSS，输出设置为高电平有效。当 TP1(SAHL) 端口连接高阻值电阻到 VSS 时，输出设置为低电平有效。

 2.3 在 8 端口直接 OD 输出模式下，可通过 TP1(SAHL) 端口选择为 OD(漏极开路)或 OC(集极开路) 输出方式。若 TP1(SAHL) 端口连接高阻值电阻到 VSS，即选为 OC 输出模式。若不连接高阻值电阻则选用默认的 OD 输出模式。OD 模式下其平常为悬浮状态, 输出为低电平有效，OC 模式下其平常为悬浮状态, 输出为高电平有效。OD 和 OC 输出模式的结构如下图。

备注：芯片输出端口内部具有二极管保护电路,因此当选用 OD 或 OC 输出模式时,为避免系统内部漏电流, 请不要与不同电压的系统直接连接. 

 2.4 2-线串行输出通讯方式可由 SLSERT 端口是否悬空或连接到 VDD 选定。在此模式下，SDO端口为数据输出端口，SCL 是时钟输入端口，两者皆可由 TP1(SAHL) 端口选择为高电平有效还是低电平有效。默认为 TP1(SAHL) 端口不连接高阻值电阻到 VSS 设置为低电平有效。若连接高阻值电阻到 VSS，则设置为高电平有效。 

2-线串行输出方式它支持连续接受其它系统送给的数据，也可以让其他设备等待 TTP229 通过SDO 端口送出的数据信号(DV)，然后再送出时钟信号到 TTP229 的 SCL 端口并从 SDO 端口取得按键数据。

 TTP229 的 2-线串行通讯方式对 SCL 端口设有时间的限制。如果 SCL 端口超过 2ms 信号没有变化，系统将会自行回到待机模式。

2-线串行通讯方式时序如下图所示：

D0~D15 对应于 TP0~TP15 上数据。

 2.4.11 当TP1=0，TP2=0：设置为16键模式，高电平有效

图2.4.1：16键输入，高电平有效时序

 2.4.2. 当TP1=1，TP2=0：设置为16键模式，低电平有效

图2.4.2：16键输入，低电平有效时序

键盘处理部分在MSPM0G3507工程中的程序代码如下：

/********************************************************************
* 名称 : TTP229B()
* 功能 : 扫描TTP229电容键盘（16按键）函数
* 输入 : 无
* 输出 : 按键编号
***********************************************************************/
unsigned int TTP229B(void) {
    unsigned char key=0;
    unsigned char i;
    unsigned int temp=0x0000;
    // 设置PB12为输出模式
    DL_GPIO_initDigitalOutput(GPIO_LEDS_Key3_IOMUX);
    // PB12 输出0
    DL_GPIO_clearPins(GPIOB, DL_GPIO_PIN_12 );
    // 使能输出
    DL_GPIO_enableOutput(GPIOB, DL_GPIO_PIN_12);
    delay_us(100);
    // 输出为1
    DL_GPIO_setPins(GPIOB, DL_GPIO_PIN_12 );
    delay_us(20);
    //DL_GPIO_disableOutput(GPIOB, DL_GPIO_PIN_12);
    // 变更为输入模式
    DL_GPIO_initDigitalInputFeatures(GPIO_LEDS_Key3_IOMUX,
         DL_GPIO_INVERSION_DISABLE, DL_GPIO_RESISTOR_PULL_UP,
         DL_GPIO_HYSTERESIS_DISABLE, DL_GPIO_WAKEUP_DISABLE);
    //DL_GPIO_initDigitalInput(GPIO_LEDS_Key3_IOMUX);
    for(i=0;i<16;i++) {
        // 输出SCL=0
        DL_GPIO_clearPins(GPIOB, DL_GPIO_PIN_17);
        delay_us(100);
        // 输出SCL=1
        DL_GPIO_setPins(GPIOB, DL_GPIO_PIN_17);
        delay_us(100);
        // 读入Key3（PB12）
        if(DL_GPIO_readPins(GPIOB, DL_GPIO_PIN_12) ==0) {
            temp|=(1<<i);
        }
    }
    // 转换键盘值为0-15
    for (i=0;i<16;i++) {
       if ((temp & (1<<i)) > 0) {
           key=i+1;
       }
    }
    // 延迟
    delay_ms(10);
    return key;
}

这个程序的处理过程是在其它51单片机以及STM32单片机上经过验证的，但在MSPM0G3507上测试，没有达到预期结果，任何按键都没有产生输出，即使调节SDA的输入端是否接上拉电阻，对于结果也没有任何影响。下面是示波器测试的SCL和SDA事实时波形（一直按住第15个按键）。可以看到，在读取数据的过程中，SDA没有任何变化。

作为对比，在STM32单片机下的测试波形（一直按住第15个按键）：

一直按住第2个按键：

可以看到，在通过接口访问获得数据时，对应哪个按钮被按下，在相应的SCL时序中对应按钮的SDA位会有一个负脉冲。

作为代码对比，STM32下TTP229的处理代码如下：

// 使SDA=0
void CLR_TTP229_SDA(void){
    // 使SDA对应的GPIO引脚为输出
    OUT_TTP229_SDA(0);
}
void SET_TTP229_SDA(void){
    // 使SDA对应的GPIO引脚为输出
    OUT_TTP229_SDA(1);
}
// 使SDA对应的GPIO引脚为输出
// 使SDA=val
void OUT_TTP229_SDA(uint8_t val){
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
    //TTP229_SDA_CLK_ENABLE();                           //使能GPIO的时钟
    GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Pin = TTP229_SDA;
    HAL_GPIO_Init(PORT_TTP229_SDA, &GPIO_InitStruct);
    
    if (val) {
        HAL_GPIO_WritePin(PORT_TTP229_SDA, TTP229_SDA, GPIO_PIN_SET);
    } else {
        HAL_GPIO_WritePin(PORT_TTP229_SDA, TTP229_SDA, GPIO_PIN_RESET);
    }
}
// 使SDA对应的GPIO引脚为输入
uint8_t READ_TTP229_SDA(void) {
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;
    GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_INPUT;
    GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Pin = TTP229_SDA;
    HAL_GPIO_Init(PORT_TTP229_SDA, &GPIO_InitStruct);   
    
    // 取得GPIO电平
    return HAL_GPIO_ReadPin(PORT_TTP229_SDA, TTP229_SDA);
}
/********************************************************************
* 名称 : ttp_GetKeyCode()
* 功能 : 扫描TTP229电容键盘（16按键）函数
* 输入 : 无
* 输出 : 按键编号
***********************************************************************/
uint8_t ttp_GetKeyCode(void) {
  uint8_t key=0;
  uint8_t i;
  uint8_t temp=0x0000;
    
  CLR_TTP229_SDA();
  ttp29_delay(200);
  SET_TTP229_SDA();
  ttp29_delay(200);
   for(i=0;i<16;i++) {
    CLR_TTP229_SCL();
    ttp29_delay(200);
    SET_TTP229_SCL();
    ttp29_delay(200);
    if(READ_TTP229_SDA()==RESET) {
      temp|=(1<<i);
    }
  }
   for (i=0;i<16;i++) {
     if ((temp & (1<<i)) > 0) {
          key=i+1;
     }
  }
  HAL_Delay(50);
     return key;
}

在处理逻辑上完全一样。如果说有区别的话，仅仅是在脉冲周期上有变化。

后面围绕这个问题，我会继续使用其他开发板，使用相同逻辑，以及调整接口脉冲的周期，来做进一步测试，以期找到原因和解决办法。