ESP-Tuning Tool 使用手冊

目錄

• ESP-Tuning Tool 簡介

• ESP-Tuning Tool 概述

• 軟件界面介紹

• 使用說明

  • 系統要求

  • 使用調試步驟

• 相關程序介紹

• FAQs

簡介

在 Touchpad 傳感器設計過程中，您需要監控 Touchpad 傳感器數據（如原始計數值、基線值和計數差值），評估觸摸產品的性能（靈敏度，信噪比，通道干擾），以進行調校和調試。

此文檔幫助您選擇正確的工具以查看 Touchpad 傳感器數據。ESP-Tuning Tool 是用于調試 Touchpad 傳感器性能的專用工具。閱讀此文檔之前，您應已熟悉 Touchpad 傳感器相關技術。如果您需要了解有關 Touchpad 傳感器常規理論和操作的更多信息，請參見 Touchpad 傳感器入門。

概述

ESP32 支持 UART 接口，用于監控 Touchpad 傳感器數據。ESP32 中的數據通過 UART 接口被讀取，并再通過 USB 接口發送到 PC，如圖 1 所示，ESP-Tuning Tool 通過 ESP-Prog 從 ESP32 中收集 Touchpad 傳感器數據并繪制成圖表。

本文的例子使用下面的工具測試:

• ESP32-Sense Kit 開發板
• ESP-Prog 下載器
• ESP-Tuning Tool 軟件
  

圖 1. 從 ESP32 中收集 Touchpad 傳感器數據

軟件界面介紹

首頁

圖 2 為 ESP-Tuning Tool 首頁，分為四個部分：

標題欄
標題欄中可以選擇顯示 ESP-Tuning Tool 首頁或者靈敏度測試頁面。

通訊欄
通訊欄包含：

• 通訊相關參數配置：波特率、串口號
• 設備信息：設備類型、Mac 地址
• Get Port 按鈕：重新獲取端口列表
• Refresh 按鈕：重新與設備建立通訊連接

ESP32 管腳映射（ESP32 Pin Mapping）
ESP32 管腳映射界面顯示當前設備所使用的 pad。

Touchpad 組合結構
顯示當前設備的 Touchpad 組合結構，點擊某個組合之后會跳轉到該組合的詳細數據查看界面（如圖 5 所示）。

圖 2. ESP-Tuning Tool 首頁

靈敏度測試頁面

圖 4 為 ESP-Tuning Tool 靈敏度測試頁面。通過此界面用戶可以測試觸摸產品的靈敏度，信噪比，通道干擾情況。觸摸性能達到產品要求后，設置通道變化率到觸摸程序中。界面分為五個部分:

標題欄
標題欄中可以選擇顯示 ESP-Tuning Tool 首頁或者靈敏度測試頁面。

分析欄
分析欄中包含通道號、對應 ESP-Tuning Tool 分析的數據，例如：信噪比 (SNR)，靈敏度 (Sensitivity)。

原始值條形圖
顯示當前設備所用 Touchpad 通道的原始值條形圖。條形圖顯示觸摸通道的實時脈沖計數值。記錄下各通道無觸摸和觸摸時的讀數值，計算出觸摸變化率（（非觸摸值-觸摸值）/ 非觸摸值 * 100%）。觸摸算法需要通道變化率來計算觸摸閾值。觸摸產品若具有較穩定的觸摸體驗，觸摸變化率應大于 3%。

原始值折線圖
顯示當前設備所用 Touchpad 通道的原始值折線圖。折線圖可以顯示觸摸通道的歷史數據。信噪比和通道干擾是評估觸摸性能的重要參數。記錄無觸摸狀態時讀數的噪聲幅值和觸摸時讀數變化量，計算得出通道的信噪比（SNR = 變化量/噪聲幅值），如圖 3 所示。要求信噪比應大于 5:1。因為通道走線存在耦合現象，觸摸某通道時會導致相鄰通道讀數值發生變化，這種現象是通道干擾。折線圖也能評估通道干擾的問題。

圖 3. SNR 計算

Touchpad 通道
顯示當前設備所用的 Touchpad 通道，并可以在復選框中勾選條形圖和折線圖中想要顯示的 Touchpad 通道。

圖 4. ESP-Tuning Tool 靈敏度測試頁面

詳細數據頁面

圖 5 為 ESP-Tuning Tool 詳細數據頁面。檢測觸摸算法中的基線數據，觸摸變化量，觸摸閾值，觸摸狀態值等，評估觸摸產品的各觸摸參數是否正常運行。界面分為四個部分：

操作按鈕欄
包含放大、恢復、開始、暫停、數據預覽五個按鈕

• 放大：點擊放大按鈕后，可在折線圖中選擇一塊區域進行放大，便于查看
• 恢復：點擊恢復按鈕之后，恢復之前的狀態
• 開始：點擊開始按鈕之后，開始顯示實時數據
• 暫停：點擊暫停按鈕之后，暫停顯示實時數據
• 數據預覽：點擊數據預覽按鈕之后，當鼠標移動到折線圖中的某個點時，會顯示該時間點所有被選擇通道的數據

原始值折線圖

• 顯示當前 Touchpad 組合所用通道的原始值折線圖
• 原始值折線圖中包含所用通道的基線值
• 在原始數據折線圖下方和右方有顯示區域滑條

Touchpad 組合狀態/位置折線圖
矩陣按鍵或由多個獨立按鍵構成的按鍵組合時，此圖表顯示按鍵狀態。0 為無按壓，1 為按鍵被按下。滑條按鍵時，此圖表顯示滑條滑動軌跡，并記錄上次滑條最后停在的位置。

Touchpad 組合所用通道
顯示當前 Touchpad 組合所用的通道，并可以在復選框中勾選折線圖中想要顯示的 Touchpad 通道。

圖 5. ESP-Tuning Tool 詳細數據頁面

使用說明

系統要求

• 當前版本支持在 Linux 和 Windows 下運行。請依據電腦系統下載對應版本的軟件。

使用調試步驟

步驟 1：Touchpad 設備準備

• 燒錄示例 examples/touch_pad_evb 到 ESP32-Sense Kit 開發板，在燒錄前需要確定在 menuconfig 已經打開使用 ESP-Tuning Tool 調試功能，配置路徑：IoT Solution settings > IoT Components Management > General functions > Touch Sensor

步驟 2：下載 ESP-Tuning Tool

• 根據電腦系統下載對應版本的軟件

步驟 3：連接 Touchpad 設備

• ESP-Prog 一端通過 USB 連接到電腦
• ESP-Prog 另一端連接到 ESP32-Sense Kit

步驟 4：打開 ESP-Tuning Tool 讀取 Touchpad 傳感器數據

• 軟件打開時工具會自動獲取現有串口信息，并且自動嘗試連接，獲取 Touchpad 傳感器數據
• 如果嘗試連接的端口沒有響應，可以嘗試手動連接
• 成功獲取串口信息后，主界面左側通訊欄會顯示 MAC地址，設備類型，右側工具欄會顯示 Touchpad 組合結構

通訊欄	Touchpad 組合結構

步驟 5：根據 Touchpad 傳感器數據修改 Touchpad 傳感器相關參數

• 在查看 Touchpad 傳感器 SNR 圖表之后，若沒有達到理想的觸摸效果，可以修改 Touchpad 的參數以達到最佳觸摸效果
• 觀察折線圖得到 Touchpad 觸摸時和未觸摸時的原始值，根據觸摸時和未觸摸時這兩個原始值修改 Touchpad 的參數
• 如下圖所示，在 SNR 圖標中可以通過數據預覽功能獲得觸摸時和未觸摸時的原始值，將對應 Touchpad 通道的觸摸變化率修改為:（非觸摸值-觸摸值）/ 非觸摸值

步驟 6：評估觸摸性能

• 根據 ESP-Tuning Tool 繪制的折線圖，觀察 Touchpad 原始值的變化量和 Touchpad 狀態判斷 Touchpad 的靈敏度
  

圖 6. ESP-Tuning Tool 靈敏度測試

Touchpad 傳感器相關參數如下：

/** Spring button threshold settings.* Store the max change rate of the reading value when a touch event occurs.* Decreasing this threshold appropriately gives higher sensitivity.* If the value is less than 0.1 (10%), leave at least 4 decimal places.* Calculation formula: (non-trigger value - trigger value) / non-trigger value.* */ #if COVER_THICK_SPRING_BUTTON <= 1 /*!< Plastic cover thickness is 0 ~ 1 mm */#define SPRING_BUTTON_MAX_CHANGE_RATE_0 0.1129 // (1196-1061) / 1196 = 0.1129#define SPRING_BUTTON_MAX_CHANGE_RATE_1 0.1029 // (1215-1090) / 1215 = 0.1029#define SPRING_BUTTON_MAX_CHANGE_RATE_2 0.0950 // (1053-953 ) / 1053 = 0.0950#define SPRING_BUTTON_MAX_CHANGE_RATE_3 0.0856 // (1110-1015) / 1110 = 0.0856#define SPRING_BUTTON_MAX_CHANGE_RATE_4 0.0883 // (1132-1032) / 1132 = 0.0883#define SPRING_BUTTON_MAX_CHANGE_RATE_5 0.0862 // (986 -901 ) / 986 = 0.0862

相關程序介紹

UART 初始化 - 波特率、數據位、停止位等

設置設備信息 - 設備 ID、版本號、MAC 地址

設置 Touchpad 參數 - 濾波器閾值、消抖動延時、基線值等

添加 Touchpad 組合結構 - 所用通道、組合信息等

設置 Touchpad 數據 - 通道、原始值、基線值等

ESP-Tuning Tool 任務創建 - 接收任務、發送任務

UART 初始化

• 在 menuconfig 中可以修改 UART 默認配置 - UART NUM、波特率等

void uart_init() {uart_config_t uart_config = {.baud_rate = UART_BAUD_RATE，.data_bits = UART_DATA_8_BITS，.parity = UART_PARITY_DISABLE，.stop_bits = UART_STOP_BITS_1，.flow_ctrl = UART_HW_FLOWCTRL_DISABLE};uart_param_config(UART_PORT_NUM, &uart_config);uart_set_pin(UART_PORT_NUM, UART_TXD_PIN, UART_RXD_PIN, UART_PIN_NO_CHANGE, UART_PIN_NO_CHANGE);uart_driver_install(UART_PORT_NUM, 2 * 100, 2 * 100, 0, NULL, 0); }

設置設備信息

• tune_tool_set_device_info() 函數的作用是設置 ESP-Tuning Tool 中的設備信息 - 設備 ID、版本號、MAC 地址
• tune_dev_info_t 結構體中包含需要設置的設備信息

typedef struct {tune_dev_cid_t dev_cid;tune_dev_ver_t dev_ver;uint8_t dev_mac[6]; } tune_dev_info_t;esp_err_t tune_tool_set_device_info(tune_dev_info_t *dev_info);

設置 Touchpad 參數

• tune_tool_set_device_parameter() 函數的作用是設置 Touchpad 參數 - 濾波器閾值、消抖動延時、基線值等
• tune_dev_parameter_t 結構體中包含需要設置的 Touchpad 參數

typedef struct {uint16_t filter_period; //TOUCHPAD_FILTER_IDLE_PERIODuint8_t debounce_ms; //TOUCHPAD_STATE_SWITCH_DEBOUNCEuint8_t base_reset_cnt; //TOUCHPAD_BASELINE_RESET_COUNT_THRESHOLDuint16_t base_update_cnt; //TOUCHPAD_BASELINE_UPDATE_COUNT_THRESHOLDuint8_t touch_th; //TOUCHPAD_TOUCH_THRESHOLD_PERCENTuint8_t noise_th; //TOUCHPAD_NOISE_THRESHOLD_PERCENTuint8_t hys_th; //TOUCHPAD_HYSTERESIS_THRESHOLD_PERCENTuint8_t base_reset_th; //TOUCHPAD_BASELINE_RESET_THRESHOLD_PERCENTuint8_t base_slider_th; //TOUCHPAD_SLIDER_TRIGGER_THRESHOLD_PERCENT } tune_dev_parameter_t;esp_err_t tune_tool_set_device_parameter(tune_dev_parameter_t *dev_para);

添加 Touchpad 組合結構

• 在 Touchpad 初始化完成之后，應調用 tune_tool_add_device_setting() 函數添加想要監視的 Touchpad 組合
• tune_dev_comb_t 結構體中包含 Touchpad 組合信息 - 組合類型、使用的 Touchpad 通道等
• tune_dev_setting_t 結構體中包含需要監視的所有 Touchpad 組合信息 - Touchpad 組合、這些組合使用的 Touchpad 通道

typedef struct {tune_dev_char_t dev_comb;uint8_t ch_num_h;uint8_t ch_num_l;uint8_t ch[25]; } tune_dev_comb_t;typedef struct {uint32_t ch_bits;tune_dev_comb_t dev_comb[10]; } tune_dev_setting_t;esp_err_t tune_tool_add_device_setting(tune_dev_comb_t *ch_comb);

設置 Touchpad 數據

• tune_tool_set_device_data() 函數的作用是更新將要發送到 ESP-Tuning Tool 的數據
• tune_dev_data_t 結構體中包含發送到 ESP-Tuning Tool 的 Touchpad 數據

typedef struct {uint8_t ch;uint16_t raw;uint16_t baseline;uint16_t diff;uint16_t status; //if the button is slide, the value of status if the position of slide.//else the value of status is the state of button. } tune_dev_data_t;esp_err_t tune_tool_set_device_data(tune_dev_data_t *dev_data);

ESP-Tuning Tool 任務創建

• touch_tune_tool_task_create() 函數的作用是創建 ESP-Tuning Tool 數據接收任務和數據發送任務

void touch_tune_tool_task_create() {xTaskCreate(&touch_tune_tool_read_task, "touch_tune_tool_read_task", 2048, NULL, 5, NULL);xTaskCreate(&touch_tune_tool_write_task, "touch_tune_tool_write_task", 2048, NULL, 5, NULL); }

FAQs

• 打開串口錯誤，請確認當前用戶有串口使用權限（Linux 系統下需要增加串口權限）
• 插入新設備后，在端口列表中如果沒有該串口號，需要點擊 Get Port 按鈕刷新端口列表
• 若獲取串口設備失敗，在選擇正確的串口后，點擊 Refresh 按鈕即可嘗試重新發送串口連接請求
• 若端口列表中沒有期待監控的串口，在確認設備已經插入以后并選擇正確的串口號和波特率，點擊 Get Port 按鈕刷新端口列表，新的串口設備將會顯示在列表中

總結

以上是生活随笔為你收集整理的ESP-Tuning Tool 使用手册的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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