概述

Qvar，全稱為電荷變化檢測（Qvar stands for “Quasi-static VARiation”），是一種用于檢測電荷變化的技術(shù)。這種技術(shù)通常用于傳感器和其他電子設(shè)備中，特別是在慣性測量單元（IMU）和微機(jī)電系統(tǒng)（MEMS）技術(shù)中。Qvar 技術(shù)可以用于檢測微小的電荷變化，這些變化可能是由于物理運(yùn)動、環(huán)境變化或其他因素導(dǎo)致的。
在 ILPS28QSW 這類先進(jìn)的 MEMS 中，Qvar 技術(shù)用于增強(qiáng)用戶界面功能，如輕觸、雙擊、三擊、長按或滑動手勢。它通過檢測和解析與這些手勢相關(guān)的微小電荷變化，來實現(xiàn)高度精準(zhǔn)和靈敏的用戶交互。
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視頻教學(xué)

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樣品申請

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完整代碼下載

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Qvar功能

Qvar（電荷變化檢測）功能可以通過外部電極實現(xiàn)，用于用戶接口，例如：
水泄漏檢測
輕拍檢測
雙擊檢測
長按檢測
左/右滑動檢測
這些功能為傳感器在智能設(shè)備和工業(yè)應(yīng)用中提供了更多可能性。

生成STM32CUBEMX

用STM32CUBEMX生成例程，這里使用MCU為STM32H503CB。 配置時鐘樹，配置時鐘為250M。

串口配置

查看原理圖，PA9和PA10設(shè)置為開發(fā)板的串口。

配置串口，速率為2000000。

IIC配置

配置IIC速度為1M。

串口重定向

打開魔術(shù)棒，勾選MicroLIB

在main.c中，添加頭文件，若不添加會出現(xiàn) identifier "FILE" is undefined報錯。

/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
/* USER CODE END Includes */

函數(shù)聲明和串口重定向：

/* 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 */

參考驅(qū)動程序

[https://github.com/STMicroelectronics/ilps28qsw-pid]

獲取ID

可以向WHO_AM_I (0Fh)獲取固定值，判斷是否為0xB4

ilps28qsw_id_get為獲取函數(shù)。

對應(yīng)的獲取ID驅(qū)動程序,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);

復(fù)位操作

ilps28qsw_init_set為重置函數(shù)。

對應(yīng)的驅(qū)動程序,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設(shè)置

在很多傳感器中，數(shù)據(jù)通常被存儲在輸出寄存器中，這些寄存器分為兩部分：MSB和LSB。這兩部分共同表示一個完整的數(shù)據(jù)值。例如，在一個加速度計中，MSB和LSB可能共同表示一個加速度的測量值。
連續(xù)更新模式（BDU = ‘0’）：在默認(rèn)模式下，輸出寄存器的值會持續(xù)不斷地被更新。這意味著在你讀取MSB和LSB的時候，寄存器中的數(shù)據(jù)可能會因為新的測量數(shù)據(jù)而更新。這可能導(dǎo)致一個問題：當(dāng)你讀取MSB時，如果寄存器更新了，接下來讀取的LSB可能就是新的測量值的一部分，而不是與MSB相對應(yīng)的值。這樣，你得到的就是一個“拼湊”的數(shù)據(jù)，它可能無法準(zhǔn)確代表任何實際的測量時刻。
塊數(shù)據(jù)更新（BDU）模式（BDU = ‘1’）：當(dāng)激活BDU功能時，輸出寄存器中的內(nèi)容不會在讀取MSB和LSB之間更新。這就意味著一旦開始讀取數(shù)據(jù)（無論是先讀MSB還是LSB），寄存器中的那一組數(shù)據(jù)就被“鎖定”，直到兩部分都被讀取完畢。這樣可以確保你讀取的MSB和LSB是同一測量時刻的數(shù)據(jù)，避免了讀取到代表不同采樣時刻的數(shù)據(jù)。
簡而言之，BDU位的作用是確保在讀取數(shù)據(jù)時，輸出寄存器的內(nèi)容保持穩(wěn)定，從而避免讀取到拼湊或錯誤的數(shù)據(jù)。這對于需要高精度和穩(wěn)定性的應(yīng)用尤為重要。
可以向CTRL_REG2 (11h)的BDU寄存器寫入1進(jìn)行開啟。

對應(yīng)的驅(qū)動程序,如下所示。

/* Set bdu and if_inc recommended for driver usage */
  ilps28qsw_init_set(&dev_ctx, ILPS28QSW_DRV_RDY);

設(shè)置總線接口

/* Select bus interface */
  bus_mode.filter = ILPS28QSW_AUTO;
  ilps28qsw_bus_mode_set(&dev_ctx, &bus_mode);

設(shè)置速率

設(shè)置速率和量程可以通過CTRL_REG1 (10h)和CTRL_REG2 (11h)進(jìn)行設(shè)置。

/* Set Output Data Rate */
  md.odr = ILPS28QSW_200Hz;
  md.avg = ILPS28QSW_4_AVG;
  ilps28qsw_mode_set(&dev_ctx, &md);

開啟QVAR

通過配置CTRL_REG3 (12h)寄存器，可以根據(jù)需要啟用（AH）/ Qvar功能。

/* Enable AH/QVAR function */
  ilps28qsw_ah_qvar_en_set(&dev_ctx, 1);

QVAR外部電路

下圖可以了解如何配置和使用ILPS28QSW傳感器的模擬樞紐和Qvar功能，包括其外部連接、寄存器配置及操作模式，從而有效地利用該傳感器的多功能特性。

初始化代碼

/* 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 */

獲取Qvar數(shù)據(jù)

對于Qvar數(shù)據(jù)是否準(zhǔn)備好，可以查看STATUS (27h)的P_DA位，判斷是否有新數(shù)據(jù)到達(dá)。

對于壓強(qiáng)和QVAR數(shù)據(jù)，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 *

測試結(jié)果

未觸摸。

觸摸上按鍵。

觸摸下按鍵。

審核編輯 黃宇