触摸传感器QST108与PIC单片机的接口设计

触摸传感器QST108与PIC单片机的接口设计

1 概 述

2 QST108的工作方式

2.1 按键状态检测输出方式

QST108具有按键状态检测输出和I2C总线控制2种正常工作方式。引脚OPT1的高低电平决定QST108的具体工作方式：高电平，工作在按键状态检测输出方式；低电平，则为I2C总线控制方式。当工作在按键状态检测输出方式时，8个按键的状态由引脚OPT6的电平决定，直接或以BCD码方式通过引脚KOUT1～KOUT8输出。其中，BCD码方式只用到引脚KOUT1～KOUT4。由于该操作模式较简单，本文只详细讨论了QST108工作在I2C总线控制方式下，与PIC单片机的接口设计及注意事项。

2.2 I2C总线控制方式

该方式下，QST108通过I2C总线与微控制器相连。QST108作为从机，引脚OPT4、OPT3、OPT2的输入电平决定了QST108作为I2C总线上从机地址的低3位，高4位地址固定为0101。通过软件设置可提供QST108使用的最大灵活性。可提供5个引脚作为通用输出端口。

3 QST108的主要操作命令

当QST108在I2C总线控制方式下工作时，主要是通过I2C总线协议向QST108发送各种控制命令，其中包括初始化设置命令、QST108的按键状态读出命令等。操作命令按其长度分为短命令帧和扩展命令帧。考虑到前者已可完成QST108的正常操作，本文只介绍短命令帧。其数据格式如表2所列，常用命令如表3所列。注意，当QST108收到不同的命令时，会给出不同的应答帧结构。

当命令为短帧结构时，命令帧的首字节的最高位为1，以与扩展命令相区别。命令ID是命令编号，由5位数据组成，用来区分不同的命令；参数位只有1位，当该位置1时代表该命令具有1个字节的参数，若为0则该命令无参数且无校验和字节；校验位用来产生奇校验，注意该校验位只针对命令帧的首字节(即命令帧的第1个字节中，“1”的个数为奇数)；8位校验和是命令帧的前2个字节的累加和的低8位。

若QST108未能正确接收到命令或接收了非法命令，则会给出统一的含有错误代码的应答帧(只包含一个字节)，如表4所列。对QST108来说，与读触摸按键状态命令相对应的应答数据帧结构如表5所列。

由表4可知，错误帧只有一个字节的数据，校验位提供了判断是否正确接收了该数据的简单依据。错误代码共6位，用来区分不同的错误。比如，错误代码为0x01，表示QST108收到一个非法命令；错误代码为0x11，表示接收的命令的校验和出错等。

由表5可知该应答帧的长度为4个字节，SCK1～SCK8分别代表了触摸按键的状态，为1表示相应的按键按下，为0表示对应的按键没有按下；最后一个字节为校验和，即应答帧前3个字节的累加和的低8位。需要强调的是，按键错误代码只有低3位有效：位0表示QST108正在进行校准状态；位1表示目前累加的按键次数是否到了器件提供的最大按键数目，为1表示达到最大数目；位2表示目前是否达到最少按健次数。同时，还需注意区分QST108发出的应答帧是错误帧，还是正确接收到命令给出的正常应答帧结构。办法很简单，当软件读取应答帧的第1个字节后判断其最高位：是0，表示为正常的应答；是1，表示接收的为错误帧，此时主机只需产生停止位并进行出错处理或停止操作。

5 软件设计

软件部分包括PIC16F877A和QST108的初始化、触摸按键检测子程序、单片机的中断程序，以及根据按键检测的结果进行各种处理的程序等。限于篇幅，本文只给出了PIC16F877A读取按键状态的子程序。假设QST108的器件地址为0，程序如下：

结 语

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