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[AT32F405] 【AT-START-F405测评】B1.主题帖：基于USB HID的触摸屏设计

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 楼主| tinnu 发表于 2024-5-15 20:32 | 显示全部楼层 |阅读模式
触摸屏, FT5406, 触摸, AT32F405, HID
### 功能简介
  • 基于USB HID协议，制作触摸屏驱动板
  • 触摸芯片为FT5406，支持最多5点触摸

### 开发简介

1. 创建 workbench 工程
基于VSCODE和EIDE在linux等跨平台上开发的操作详见上一篇帖子：
【AT-START-F405测评】A1.workbench + ATIDE / 纯VSOCDE+EIDE 开发环境搭建 点灯

- 在上一篇的帖子的基础上增加 USB 驱动、ACC 驱动、IIC驱动、USART驱动
    - 其中IIC驱动需要将引脚重映射
wb配置.png
2. 按照上一篇帖子的方法，倒入工程到EIDE环境中。
    - 加入工程所需的库文件、USB驱动库、开发板驱动文件
    - 加入EIDE倒入时缺失的.s文件
EIDE导入.png

3. I2C驱动介绍
    - FT5406的IIC 7位地址为0x38
    - 由于SDK库是使用8位地址操作，并且无需考虑读写位，在底层会自动值位
    - 初始化 FT5406 ：对0地址写0
复制
  1. int32_t FT5406_Init(i2c_handle_type *hi2cx)
    

  2. {
    

  3.   uint8_t tx_buf[8] = {0x0, 0x0};
    

  4.   i2c_status_type i2c_status;
    


  5. 

  6.   if ((i2c_status = i2c_master_transmit(hi2cx, (FT5406_I2C_ADDR << 1), tx_buf, 2, 0xFFFFFFF)) != I2C_OK)
    

  7.   {
    

  8.     printf("err send\n");
    

  9.   }
    


  10. 

  11.   return 0;
    

  12. }



    - 读取触摸信息
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  1. 

  2. int32_t FT5406_GetSingleTouch(i2c_handle_type *hi2cx, int *touch_count, touch_point_t touch_array[FT5406_MAX_TOUCHES])
    

  3. {
    

  4.   int32_t ret = 1;
    

  5.   uint8_t touch_buf[FT5406_TOUCH_DATA_LEN] = {0};
    

  6.   uint8_t tx_buf[8] = {0x1, 0x20};
    

  7.   i2c_status_type i2c_status;
    


  8. 

  9.   if ((i2c_status = i2c_master_transmit(hi2cx, (FT5406_I2C_ADDR << 1), tx_buf, 1, 0xFFFFFFF)) != I2C_OK)
    

  10.   {
    

  11.     ret = 0;
    

  12.     printf("err send\n");
    

  13.   }
    

  14.   if ((i2c_status = i2c_master_receive(hi2cx, FT5406_I2C_ADDR << 1, touch_buf, FT5406_TOUCH_DATA_LEN, 0xFFFFFFF)) != I2C_OK)
    

  15.   {
    

  16.     ret = 0;
    

  17.     printf("err read\n");
    

  18.   }
    


  19. 

  20.   if (ret == 1)
    

  21.   {
    

  22.     ft5406_touch_data_t *touch_data = (ft5406_touch_data_t *)(void *)(touch_buf);
    

  23.     int i;
    


  24. 

  25.     /* Decode number of touches */
    

  26.     if (touch_count)
    

  27.     {
    

  28.       *touch_count = touch_data->TD_STATUS < 5 ? touch_data->TD_STATUS : 0;
    

  29.     }
    


  30. 

  31.     /* Decode valid touch points */
    

  32.     for (i = 0; i < *touch_count; i++)
    

  33.     {
    

  34.       touch_array[i].TOUCH_ID = TOUCH_POINT_GET_ID(touch_data->TOUCH[i]);
    

  35.       touch_array[i].TOUCH_EVENT = TOUCH_POINT_GET_EVENT(touch_data->TOUCH[i]);
    

  36.       touch_array[i].TOUCH_X = TOUCH_POINT_GET_X(touch_data->TOUCH[i]);
    

  37.       touch_array[i].TOUCH_Y = TOUCH_POINT_GET_Y(touch_data->TOUCH[i]);
    

  38.     }
    


  39. 

  40.     /* Clear vacant elements of touch_array */
    

  41.     for (; i < FT5406_MAX_TOUCHES; i++)
    

  42.     {
    

  43.       touch_array[i].TOUCH_ID = 0;
    

  44.       touch_array[i].TOUCH_EVENT = kTouch_Reserved;
    

  45.       touch_array[i].TOUCH_X = 0;
    

  46.       touch_array[i].TOUCH_Y = 0;
    

  47.     }
    

  48.   }
    


  49. 

  50.   return 0;
    

  51. }




4. USB HID驱动介绍
  •     由于FT5406支持最多5点触摸，因此HID协议的报告描述符也设置为5点。
  •     基于例程库里面的 CUSTOM HID 例程，创建一个 hid_print 驱动文件
  •     加入如下的 设备描述符、设备配置符、报告描述符


  •         设备描述符

        
复制
  1. ALIGNED_HEAD static uint8_t g_usbd_descriptor[USB_DEVICE_DESC_LEN] ALIGNED_TAIL =
    

  2. {
    

  3.   USB_DEVICE_DESC_LEN,                   /* bLength */
    

  4.   USB_DESCIPTOR_TYPE_DEVICE,             /* bDescriptorType */
    

  5.   0x10,                                  /* bcdUSB */
    

  6.   0x01,
    

  7.   0x00,                                  /* bDeviceClass */
    

  8.   0x00,                                  /* bDeviceSubClass */
    

  9.   0x00,                                  /* bDeviceProtocol */
    

  10.   USB_MAX_EP0_SIZE,                      /* bMaxPacketSize */
    

  11.   LBYTE(USBD_CUSHID_VENDOR_ID),                 /* idVendor */
    

  12.   HBYTE(USBD_CUSHID_VENDOR_ID),                 /* idVendor */
    

  13.   LBYTE(USBD_CUSHID_PRODUCT_ID),                /* idProduct */
    

  14.   HBYTE(USBD_CUSHID_PRODUCT_ID),                /* idProduct */
    

  15.   0x00,                                  /* bcdDevice rel. 2.00 */
    

  16.   0x00,
    

  17.   USB_MFC_STRING,                        /* Index of manufacturer string */
    

  18.   USB_PRODUCT_STRING,                    /* Index of product string */
    

  19.   USB_LANGID_STRING,                     /* Index of serial number string */
    

  20.   1                                      /* bNumConfigurations */
    

  21. };



  • 设备配置符
复制

  1. 

  2. ALIGNED_HEAD static uint8_t g_usbd_configuration[USBD_CUSHID_CONFIG_DESC_SIZE] ALIGNED_TAIL =
    

  3. {
    

  4.         // 配置描述符
    

  5.   USB_DEVICE_CFG_DESC_LEN,               /* bLength: configuration descriptor size */
    

  6.   USB_DESCIPTOR_TYPE_CONFIGURATION,      /* bDescriptorType: configuration */
    

  7.   LBYTE(USBD_CUSHID_CONFIG_DESC_SIZE),          /* wTotalLength: bytes returned */
    

  8.   HBYTE(USBD_CUSHID_CONFIG_DESC_SIZE),          /* wTotalLength: bytes returned */
    

  9.   0x01,                                  /* bNumInterfaces: 1 interface */
    

  10.   0x01,                                  /* bConfigurationValue: configuration value */
    

  11.   0x00,                                  /* iConfiguration: index of string descriptor describing
    

  12.                                             the configuration */
    

  13.   0xA0,                                  /* bmAttributes: self powered and support remote wakeup */
    

  14.   0x32,                                  /* MaxPower 100 mA: this current is used for detecting vbus */
    


  15. 

  16.         // 接口描述符
    

  17.   USB_DEVICE_IF_DESC_LEN,                /* bLength: interface descriptor size */
    

  18.   USB_DESCIPTOR_TYPE_INTERFACE,          /* bDescriptorType: interface descriptor type */
    

  19.   0x00,                                  /* bInterfaceNumber: number of interface */
    

  20.   0x00,                                  /* bAlternateSetting: alternate set */
    

  21.   0x01,                                  /* bNumEndpoints: number of endpoints */
    

  22.   USB_CLASS_CODE_HID,                    /* bInterfaceClass: class code hid */
    

  23.   0x00,                                  /* bInterfaceSubClass: subclass code */
    

  24.   0x00,                                  /* bInterfaceProtocol: protocol code */
    

  25.   0x00,                                  /* iInterface: index of string descriptor */
    


  26. 

  27.         // HID类描述符
    

  28.   0x09,                                  /* bLength: size of HID descriptor in bytes */
    

  29.   HID_CLASS_DESC_HID,                    /* bDescriptorType: HID descriptor type */
    

  30.   LBYTE(CUSHID_BCD_NUM),
    

  31.   HBYTE(CUSHID_BCD_NUM),                 /* bcdHID: HID class specification release number */
    

  32.   0x00,                                  /* bCountryCode: hardware target conutry */
    

  33.   0x01,                                  /* bNumDescriptors: number of HID class descriptor to follow */
    

  34.   HID_CLASS_DESC_REPORT,                 /* bDescriptorType: report descriptor type */
    

  35.         0x86, 0x01,                                                                                                                /* wDescriptorLength: total length of reprot descriptor */
    


  36. 

  37.         // 端点描述符
    

  38.         0x07, 0x05, 0x81, 0x03, THIS_ENDP0_SIZE, 0x00, 0x0A,  //端点描述符
    

  39. };



  • 报告描述符（过长，这里省略，详见代码）

复制

  1. 

  2. ALIGNED_HEAD uint8_t g_usbd_custom_hid_report[USBD_CUSHID_SIZ_REPORT_DESC] ALIGNED_TAIL =...



  • 将读取到的FT5406数据转化为 HID 协议


复制
  1.     hidFlagLast = hidFlagNow;
    

  2.     hidFlagNow = 0;
    

  3.     for (size_t i = 0; i < 5; i++)
    

  4.     {
    

  5.       hidOneReport = &hidReport.w[i];
    

  6.       hidOneReport->id = i;
    

  7.       hidOneReport->isPressed = (touch_array[i].TOUCH_EVENT == kTouch_Down) || (touch_array[i].TOUCH_EVENT == kTouch_Contact);
    

  8.       if (hidOneReport->isPressed)
    

  9.       {
    

  10.         hidOneReport->x = touch_array[i].TOUCH_X;
    

  11.         hidOneReport->y = touch_array[i].TOUCH_Y;
    

  12.         hidOneReport->w = 30;
    

  13.         hidFlagNow++;
    

  14.       }
    

  15.       printf("%x,%x,%x,%x,%x\t", i, touch_array[i].TOUCH_EVENT,
    

  16.              touch_array[i].TOUCH_ID, touch_array[i].TOUCH_X, touch_array[i].TOUCH_Y);
    

  17.     }
    

  18.     printf("\n");
    

  19.     hidReport.num = hidFlagNow;



5. 驱动演示
    - 目前仅能在linux系统下驱动成功，可能是windows下需要打驱动和配置特殊的 product id 到设备描述符。
    - 演示： 21ic-at32f405评测6.gif
    - 代码：mcu_at32f405_hid_touch_screen



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