基于FDC2214的手势识别
1、本次题目来源于2018年全国电子设计大赛D题，要求实现对石头、剪刀、布以及数字12345的识别；同时在上述基础上实现对手势的学习。
2、硬件实现：
硬件主要采用STM32F103以及TI公司的FDC2214芯片，同时FDC2214芯片按照官方文档进行接线，其接线原理图如下：
其中CLKIN引脚为接地引脚；ADDR引脚需要外接上拉电阻；SD引脚需要外接下拉电阻；右侧为芯片外接测量数据输入端口。
同时SCL、SDA、VDD以及GND进行了接线处理，其具体接线如下：
实现对接线的VDD和GND之间的处理，实现和STM32f103之间的连接，实现对FDC2214芯片的供电和接地处理以及I2C通信的接口。
另外，对数据输入端子进行数据读入，加入LC稳定滤波，其接线原理如下：
3、软件实现，不多说，先贴上FDC2214配置代码：
#include "fdc2214.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
void FDC_IIC_Delay(void)
{
delay_us(2);
}
void FDC_GPIO_Init(void)
{
}
void FDC_IIC_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_4|GPIO_Pin_5);
}
void FDC_IIC_Start(void)
{
FDC_SDA_OUT();
FDC_IIC_SDA=1;
FDC_IIC_SCL=1;
FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SDA=0;
FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SCL=0;
}
void FDC_IIC_Stop(void)
{
FDC_SDA_OUT();
FDC_IIC_SCL=0;
FDC_IIC_SDA=0;
FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SCL=1;
FDC_IIC_SDA=1;
FDC_IIC_Delay();
}
u8 FDC_IIC_Wait_Ack(void)
{
u8 ucErrTime=0;
FDC_SDA_IN();
FDC_IIC_SDA=1;FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SCL=1;FDC_IIC_Delay();
while(FDC_READ_SDA)
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime>250)
{
FDC_IIC_Stop();
return 1;
}
}
FDC_IIC_SCL=0;
return 0;
}
void FDC_IIC_Ack(void)
{
FDC_IIC_SCL=0;
FDC_SDA_OUT();
FDC_IIC_SDA=0;
FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SCL=1;
FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SCL=0;
}
void FDC_IIC_NAck(void)
{
FDC_IIC_SCL=0;
FDC_SDA_OUT();
FDC_IIC_SDA=1;
FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SCL=1;
FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SCL=0;
}
void FDC_IIC_Send_Byte(u8 txd)
{
u8 t;
FDC_SDA_OUT();
FDC_IIC_SCL=0;
for(t=0;t<8;t++)
{
FDC_IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
txd<<=1;
FDC_IIC_SCL=1;
FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SCL=0;
FDC_IIC_Delay();
}
}
u8 FDC_IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i,receive=0;
FDC_SDA_IN();
for(i=0;i<8;i++ )
{
FDC_IIC_SCL=0;
FDC_IIC_Delay();
FDC_IIC_SCL=1;
receive<<=1;
if(FDC_READ_SDA)receive++;
FDC_IIC_Delay();
}
if (!ack)
FDC_IIC_NAck();//·¢ËÍnACK
else
FDC_IIC_Ack(); //·¢ËÍACK
return receive;
}
u8 Set_FDC2214(u8 reg,u8 MSB,u8 LSB)
{
FDC_IIC_Start();
FDC_IIC_Send_Byte((FDC2214_ADDR<<1)|0);
if(FDC_IIC_Wait_Ack())
{
FDC_IIC_Stop();
return 1;
}
FDC_IIC_Send_Byte(reg);
FDC_IIC_Wait_Ack();
FDC_IIC_Send_Byte(MSB);
if(FDC_IIC_Wait_Ack())
{
FDC_IIC_Stop();
return 1;
}
FDC_IIC_Send_Byte(LSB);
if(FDC_IIC_Wait_Ack())
{
FDC_IIC_Stop();
return 1;
}
FDC_IIC_Stop();
return 0;
}
u16 FDC_Read(u8 reg)
{
u16 res;
FDC_IIC_Start();
FDC_IIC_Send_Byte((FDC2214_ADDR<<1)|0);
FDC_IIC_Wait_Ack();
FDC_IIC_Send_Byte(reg);
FDC_IIC_Wait_Ack();
FDC_IIC_Start();
FDC_IIC_Send_Byte((FDC2214_ADDR<<1)|1);
FDC_IIC_Wait_Ack();
res=FDC_IIC_Read_Byte(1)<<8;
res|=FDC_IIC_Read_Byte(0);
FDC_IIC_Stop();
return res;
}
u32 FCD2214_ReadCH(u8 index)
{
u32 result;
switch(index)
{
case 0:
result = FDC_Read(DATA_CH0)&0x0FFF;
result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH0));
break;
case 1:
result = FDC_Read(DATA_CH1)&0x0FFF;
result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH1));
break;
case 2:
result = FDC_Read(DATA_CH2)&0x0FFF;
result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH2));
break;
case 3:
result = FDC_Read(DATA_CH3)&0x0FFF;
result = (result<<16)|(FDC_Read(DATA_LSB_CH3));
break;
default:break;
}
result =result&0x0FFFFFFF;
return result;
}
u8 FDC2214_Init(void)
{
u16 res;
FDC_GPIO_Init();
FDC_IIC_Init();
res=FDC_Read(MANUFACTURER_ID);
if(res==0x5449)
{
Set_FDC2214(RCOUNT_CH0,0x34,0xFB); Set_FDC2214(RCOUNT_CH1,0x34,0xFB);
Set_FDC2214(RCOUNT_CH2,0x34,0xFB);
Set_FDC2214(RCOUNT_CH3,0x34,0xFB);
Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH0,0x00,0x1B); Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH1,0x00,0x1B);
Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH2,0x00,0x1B);
Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH3,0x00,0x1B);
Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH0,0x10,0x01); Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH1,0x10,0x01); Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH2,0x10,0x01); Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH3,0x10,0x01);
Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH0,0x78,0x00); Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH1,0x78,0x00);
Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH2,0x78,0x00);
Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH3,0x78,0x00);
Set_FDC2214(ERROR_CONFIG,0x00,0x00);
Set_FDC2214(MUX_CONFIG,0xC2,0x0D);
Set_FDC2214(CONFIG,0x14,0x01);
}
else return 1;
return 0;
}
float Cap_Calculate(u8 index)
{
u32 Data_FDC;
Data_FDC = FCD2214_ReadCH(index);
return (Data_FDC);
}
上述为本次设计中较为核心的FDC2214传感器芯片用到的配置代码，其中包括对I2C通信的代码引脚配置、时序配置、数据读入读出、读取FDC2214对应通道数值的程序编写。
4、其中，自学习功能，本人使用每三次采集数据均值周边的正负20作为数据参考基准，，实现对手势的学习，增强自学习性的可以自己编写相关算法程序。
if(page_fl==22&&posi==6)
{
if( (data>n1_data[0]-20)&&(data<n1_data[0]+20) )
{
POINT_COLOR=BLACK;
LCD_ShowNum(190,400,1,1,24);
}
if( (data>n2_data[0]-20)&&(data<n2_data[0]+20) )
{
POINT_COLOR=BLACK;
LCD_ShowNum(190,400,2,1,24);
}
if( (data>n3_data[0]-20)&&(data<n3_data[0]+20) )
{
POINT_COLOR=BLACK;
LCD_ShowNum(190,400,3,1,24);
}
if( (data>n4_data[0]-20)&&(data<n4_data[0]+20) )
{
POINT_COLOR=BLACK;
LCD_ShowNum(190,400,4,1,24);
}
if( (data>n5_data[0]-20)&&(data<n5_data[0]+20) )
{
POINT_COLOR=BLACK;
LCD_ShowNum(190,400,5,1,24);
}
}
5、综上，为本次D题，此外还做了2018年E题方案和程序，有兴趣后续可了解学习，诸多不足，诸位见谅