内容介绍

一、项目概述

本项目基于Microchip EV41C56A开发板（PIC32CM5164LS00048单片机），利用板载触摸按键实现一个简易电报模拟器。

通过识别短按与长按，分别产生摩斯码的“点”（·）和“横”（-）。
在按键释放后自动将输入的摩斯序列解码为英文字母（A-Z）。
将字母通过串口输出。
板载LED实时指示触摸状态（按下亮、松开灭）。

二、硬件介绍

项目中使用的硬件及其作用如下表所示：

硬件模块	型号/位置	作用
主控MCU	PIC32CM5164LS00048（ARM Cortex-M23）	运行主程序、处理触摸检测、解码摩斯码、控制串口通信
触摸按键	PA22引脚，板载自容式触摸传感器	检测用户手指触摸，产生触摸状态信号
用户LED	PA15引脚，黄色LED	实时指示触摸状态（按下点亮，松开熄灭）
USB转串口	板载nEDBG（CDC虚拟串口）	通过USB将解码后的字母发送至PC串口终端显示
片上外设	PTC（外设触摸控制器）、SysTick定时器、SERCOM3（USART）	触摸数据采集、系统时间基准、串口数据发送

三、方案框图

下图展示了系统的整体结构：

系统运行流程：用户触摸按键 → PTC采集原始信号 → 触摸库滤波、去抖后输出触摸状态 → 主程序根据按下/释放时间差判定短按/长按，记录摩斯符号 → 释放后超时触发解码 → 通过串口输出字母，同时LED实时跟随触摸状态亮灭。

四、项目设计思路

触摸检测：利用Microchip的Touch Library，配置单通道自容式触摸（DEF_SENSOR_TYPE = NODE_SELFCAP），由PTC外设自动完成测量，库函数返回稳定可靠的触摸标志。
时间基准：为实现精确的长短按判断（阈值250ms）和释放超时（800ms），启用Cortex-M23内核的SysTick定时器，配置为1ms中断，累加全局毫秒计数器g_sys_ms。
摩斯码解码：预定义A-Z的摩斯码表（0=点，1=横，0xFF结束）。用户输入的序列存储在current_seq数组中，释放超时后与码表逐字母比对，匹配则输出对应字母，否则输出“？”。
实时LED反馈：在主循环的每一次触摸测量完成后，直接根据touched标志更新LED状态，实现按压即亮、松开即灭的无延迟响应。
串口输出：利用MCC配置的SERCOM3_USART驱动，将解码后的字母以<字母>\r\n格式发送到虚拟串口，方便在PC上查看。

五、调试软件介绍

MPLAB X IDE：集成开发环境，用于代码编写、编译、下载、调试。
MCC（MPLAB Code Configurator）：图形化外设配置工具，用于配置时钟、PTC、SERCOM3、SysTick、GPIO引脚等，并自动生成底层驱动代码。
Touch Library：提供触摸算法库，包含滤波、校准、防抖等功能，简化触摸应用开发。
点线面串口调试助手：用于接收并显示解码后的字母。

六、软件流程图

主程序软件流程如下图所示：

七、关键代码介绍

SysTick中断服务函数：提供毫秒级时间基准。

volatile uint32_t g_sys_ms = 0;
void SysTick_Handler(void) { g_sys_ms++; }
static inline uint32_t get_ms(void) { return g_sys_ms; }

长短按判定与符号记录：在释放事件中计算按下时长。

if (last_touch && !touched) { // 释放事件
    uint32_t duration = now - press_start_ms;
    if (duration < SHORT_PRESS_MS)
        add_symbol(0); // 点
    else
        add_symbol(1); // 横
    release_ms = now;
    wait_timeout = true;
}

摩斯码解码函数：与预定义码表比对。

static char decode_sequence(void) {
    for (int i = 0; i < 26; i++) {
        uint8_t j = 0;
        while (morse_code[i][j] != 0xFF && j < seq_len &&
               morse_code[i][j] == current_seq[j]) j++;
        if (morse_code[i][j] == 0xFF && j == seq_len)
            return 'A' + i;
    }
    return '?';
}

实时LED控制：每次触摸状态更新时立即设置。

if (touched) LED_ON(); else LED_OFF();

八、MCC代码生成操作解析

1.生成UART工程代码，使用SERCOM3

2.配置SysTick定时器

3.配置模拟输入按键

4.配置引脚

九、功能展示图及说明

1.初始状态：

开发板上电，串口助手显示“Telegraph Ready (LED on while touched)”。LED熄灭。

2.按键触摸状态

短按示例：手指快速点击触摸按键（＜250ms）后松开。LED在按下期间亮起，松开立即熄灭。串口无立即输出，但内部记录一个“点”（.）。

长按示例：手指按住触摸按键（＞250ms）后松开。LED在按下期间亮起，松开立即熄灭。串口无立即输出，内部记录一个“横”（-）。

3.字母解读和串口输出状态

依次输入短按（.）、短按（.）、短按（.）、短按（.）并松开。等待约800ms后，内部解读并通过串口字母“A”。

依次输入短按（.）并松开。等待约800ms后，内部解读并通过串口字母“E”。

依次输入短按（.）、长按（-）、短按（.）、短按（.）并松开。等待约800ms后，内部解读并通过串口字母“L”。

依次输入长按（-）、长按（-）、长按（-）并松开。等待约800ms后，内部解读并通过串口字母“O”。

无效序列：若输入无法匹配任何字母（例如“.-.-”），则输出“？”。

十、心得体会

通过本次项目，我深入学习了基于Microchip ARM Cortex-M23平台的触摸应用开发流程，掌握了以下关键点：

触摸库的使用：QTouch Modular Library提供了完整的触摸采集、滤波、校准、防抖功能，开发者无需关注底层PTC寄存器操作，只需调用初始化、处理和状态读取函数即可快速实现稳定的触摸检测。
定时器与状态机设计：利用SysTick提供1ms精度的时间基准，配合简单的状态机（等待、按下、释放、超时），能够可靠地识别长短按和字符间隔，代码逻辑清晰且易于扩展。
硬件与软件协同：LED实时反馈极大提升了交互体验，让用户明确感知触摸是否被识别。通过串口输出调试信息，可以快速验证解码正确性。
问题调试能力：在解决编译错误、编码问题、阈值调整等过程中，我学会了分析编译输出、查阅库文档、以及根据实际手感优化参数。特别是中断优先级的配置（SysTick优先级低于PTC），保证了触摸数据的实时性和准确性。
模块化编程思想：将摩斯码表、时间基准、串口输出等封装为独立函数，主循环逻辑简洁，便于维护和迁移。