【HAL库每天一例】第056例：LCD-触摸画笔

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  * 文件名程: bsp_touch.c 

  * 作    者: 硬石嵌入式开发团队

  * 版    本: V1.0

  * 编写日期: 2015-10-04

  * 功    能: 电阻触摸底层驱动函数

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  * 说明：

  * 本例程配套硬石stm32开发板YS-F1Pro使用。

  * 

  * 淘宝：

  * 论坛：http://www.ing10bbs.com

  * 版权归硬石嵌入式开发团队所有，请勿商用。

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  */

/* 包含头文件 ----------------------------------------------------------------*/

#include "lcd/bsp_lcd.h"

#include "usart/bsp_debug_usart.h"

#include "spiflash/bsp_spiflash.h"

#include "touch/bsp_touch.h"

#include <stdio.h> 

#include <string.h>



/* 私有类型定义 --------------------------------------------------------------*/

/* 私有宏定义 ----------------------------------------------------------------*/



/* 私有变量 ------------------------------------------------------------------*/

XPT2046_Calibration cal_value={0};



/* 扩展变量 ------------------------------------------------------------------*/

/* 私有函数原形 --------------------------------------------------------------*/

/* 函数体 --------------------------------------------------------------------*/

/**

  * 函数功能: 电阻触摸相关GPIO初始化

  * 输入参数: 无

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

 void Touch_Init_GPIO(void)

{ 

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;



  /* 开启GPIO时钟 */

  XPT2046_EXTI_GPIO_CLK_ENABLE();

  XPT2046_SPI_GPIO_CLK_ENABLE();



  /* 模拟SPI GPIO初始化 */

  GPIO_InitStruct.Pin = XPT2046_SPI_CLK_PIN|XPT2046_SPI_MOSI_PIN|XPT2046_SPI_CS_PIN;

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;

  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;

  HAL_GPIO_Init(XPT2046_SPI_PORT, &GPIO_InitStruct);





  GPIO_InitStruct.Pin  = XPT2046_SPI_MISO_PIN; 

  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;

  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;

  HAL_GPIO_Init(XPT2046_SPI_PORT, &GPIO_InitStruct);

  

  GPIO_InitStruct.Pin = XPT2046_EXTI_PIN;

  HAL_GPIO_Init(XPT2046_EXTI_PORT, &GPIO_InitStruct);

   

  /* 拉低片选，选择XPT2046 */

  XPT2046_CS_LOW();

}



/**

  * 函数功能: us 级别延时，不是很精确

  * 输入参数: cnt：延时时间

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

static void XPT2046_DelayUS ( __IO uint32_t ulCount )

{

        uint32_t i;

        for ( i = 0; i < ulCount; i ++ )

        {

                uint8_t uc = 12;     //设置值为12，大约延1微秒                

                while ( uc -- );     //延1微秒        

        }        

}



/**

  * 函数功能: 写命令

  * 输入参数: CHX         0x90         //通道Y+的选择控制字 

  *           CHY   0xd0        //通道X+的选择控制字

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

static void XPT2046_WriteCMD(uint8_t ucCmd)

{

        uint8_t i;

  

        XPT2046_MOSI_LOW();        

        XPT2046_CLK_LOW();



        for ( i = 0; i < 8; i ++ ) 

        {

                ( ( ucCmd >> ( 7 - i ) ) & 0x01 ) ? XPT2046_MOSI_HIGH() : XPT2046_MOSI_LOW();                

          XPT2046_DelayUS ( 5 );                

                XPT2046_CLK_HIGH();

          XPT2046_DelayUS ( 5 );

                XPT2046_CLK_LOW();

        }        

}



/**

  * 函数功能: 读数据

  * 输入参数: 无

  * 返 回 值: short：读到的数据

  * 说    明：无

  */

static uint16_t XPT2046_ReadCMD ( void ) 

{

        uint8_t i;

        uint16_t usBuf=0, usTemp;



        XPT2046_MOSI_LOW();

        XPT2046_CLK_HIGH();

        for ( i=0;i<12;i++ ) 

        {

                XPT2046_CLK_LOW();        

                usTemp = XPT2046_MISO_READ();                

                usBuf |= usTemp << ( 11 - i );        

                XPT2046_CLK_HIGH();                

        }        

        return usBuf;

}



/**

  * 函数功能: 选择一个模拟通道，启动ADC，并返回ADC采样结果

  * 输入参数: _ucCh = 0x90 表示Y通道；

  *                   0xd0 表示X通道

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

uint16_t XPT2046_ReadAdc(uint8_t _ucCh)

{

  XPT2046_WriteCMD(_ucCh);

        return         XPT2046_ReadCMD();

}



/**

  * 函数功能: 校正触摸时画十字专用 

  * 输入参数: x：十字中点x轴

  *           y：十字中点y轴

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

void LCD_DrawCross(uint16_t x,uint16_t y)

{

  LCD_DrawLine(x-10,y,x+10,y,RED);

  LCD_DrawLine(x,y-10,x,y+10,RED);

}



/**

  * 函数功能: 读取TP x y 的AD值(12bit，最大是4096)

  * 输入参数: x：读到AD值

  *           y：读到AD值

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

void XPT2046_ReadAdc_XY(int16_t *sX_Ad,int16_t *sY_Ad)  

{ 

        int16_t sX_Ad_Temp, sY_Ad_Temp;         

        

        sX_Ad_Temp = XPT2046_ReadAdc(XPT2046_CHANNEL_X);

        XPT2046_DelayUS(10); 

        sY_Ad_Temp = XPT2046_ReadAdc(XPT2046_CHANNEL_Y);                 

        * sY_Ad = sX_Ad_Temp; 

        * sX_Ad = sY_Ad_Temp;        

}



/**

  * 函数功能: 得到简单滤波之后的X Y

  * 输入参数: pTouch_AD_x：保存测量X+对应的AD值

  *           pTouch_AD_y：保存测量Y+对应的AD值

  *           wait：松开等待使能

  *            参数 1：使能等待松开

  *                 0：无需等待松开

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：画板应用实例专用,不是很精准，但是速度比较快

  */

static uint8_t XPT2046_ReadAdc_Smooth_XY(int32_t *pTouch_AD_x,int32_t *pTouch_AD_y,uint8_t wait)

{

        uint8_t ucCount = 0, i;

        int16_t sAD_X, sAD_Y;

        int16_t sBufferArray[2][10]={{0},{0}};  //坐标X和Y进行多次采样        

        int32_t lX_Min, lX_Max, lY_Min, lY_Max;

  

  while(ucCount<10)

  {

    if(XPT2046_EXTI_Read() == XPT2046_EXTI_ActiveLevel)

    {

      XPT2046_ReadAdc_XY(&sAD_X,&sAD_Y);      

      sBufferArray[0][ucCount]=sAD_X;  

      sBufferArray[1][ucCount]=sAD_Y;

      ucCount ++;     

    }

    else if(wait==0)

      break;

  }

  

  while(wait)

  {

    if(XPT2046_EXTI_Read() != XPT2046_EXTI_ActiveLevel)break;

  }

  

        if(ucCount==10)

  {

    lX_Max=lX_Min=sBufferArray[0][0];

    lY_Max=lY_Min=sBufferArray[1][0];       

    for(i=1;i<10;i++)

    {

      if(sBufferArray[0][i]<lX_Min)

        lX_Min=sBufferArray[0][i];

      else if(sBufferArray[0][i]>lX_Max)

        lX_Max=sBufferArray[0][i];

    }

    for(i=1;i<10;i++)

    {

      if(sBufferArray[1][i]<lY_Min)

        lY_Min=sBufferArray[1][i];                        

      else if(sBufferArray[1][i]>lY_Max)

        lY_Max=sBufferArray[1][i];

    }                

    

    /*去除最小值和最大值之后求平均值*/

    *pTouch_AD_x=(sBufferArray[0][0]+sBufferArray[0][1]+sBufferArray[0][2]+sBufferArray[0][3]+sBufferArray[0][4]+

               sBufferArray[0][5]+sBufferArray[0][6]+sBufferArray[0][7]+sBufferArray[0][8]+sBufferArray[0][9]-lX_Min-lX_Max)>>3;

    *pTouch_AD_y=(sBufferArray[1][0]+sBufferArray[1][1]+sBufferArray[1][2]+sBufferArray[1][3]+sBufferArray[1][4]+

               sBufferArray[1][5]+sBufferArray[1][6]+sBufferArray[1][7]+sBufferArray[1][8]+sBufferArray[1][9]-lX_Min-lX_Max)>>3;

    return 0;

  }

  *pTouch_AD_x=-1;

  *pTouch_AD_y=-1;

  return 1;

}



/**

  * 函数功能: 电阻屏校准算法实现

  * 输入参数: XPT2046_Calibration结构体指针

  * 返 回 值: 0：计算成功，1：无法计算

  * 说    明：无

  */

static uint8_t perform_calibration(XPT2046_Calibration *cal) 

{

        int j;

        float n, x, y, x2, y2, xy, z, zx, zy;

        float det, a, b, c, e, f, i;

        float scaling = 65536.0;



// Get sums for matrix

        n = x = y = x2 = y2 = xy = 0;

        for(j=0;j<5;j++) {

                n += 1.0;

                x += (float)cal->touch_x[j];

                y += (float)cal->touch_y[j];

                x2 += (float)(cal->touch_x[j]*cal->touch_x[j]);

                y2 += (float)(cal->touch_y[j]*cal->touch_y[j]);

                xy += (float)(cal->touch_x[j]*cal->touch_y[j]);

        }



// Get determinant of matrix -- check if determinant is too small

        det = n*(x2*y2 - xy*xy) + x*(xy*y - x*y2) + y*(x*xy - y*x2);

        if(det < 0.1 && det > -0.1) {

//                printf("ts_calibrate: determinant is too small -- %f\n\r",det);

                return 1;

        }



// Get elements of inverse matrix

        a = (x2*y2 - xy*xy)/det;

        b = (xy*y - x*y2)/det;

        c = (x*xy - y*x2)/det;

        e = (n*y2 - y*y)/det;

        f = (x*y - n*xy)/det;

        i = (n*x2 - x*x)/det;



// Get sums for x calibration

        z = zx = zy = 0;

        for(j=0;j<5;j++) {

                z += (float)cal->lcd_x[j];

                zx += (float)(cal->lcd_x[j]*cal->touch_x[j]);

                zy += (float)(cal->lcd_x[j]*cal->touch_y[j]);

        }



// Now multiply out to get the calibration for framebuffer x coord

        cal->adjust[0] = (int32_t)((a*z + b*zx + c*zy)*(scaling));

        cal->adjust[1] = (int32_t)((b*z + e*zx + f*zy)*(scaling));

        cal->adjust[2] = (int32_t)((c*z + f*zx + i*zy)*(scaling));



//        printf("%f %f %f\n\r",(a*z + b*zx + c*zy),

//                                (b*z + e*zx + f*zy),

//                                (c*z + f*zx + i*zy));



// Get sums for y calibration

        z = zx = zy = 0;

        for(j=0;j<5;j++) {

                z += (float)cal->lcd_y[j];

                zx += (float)(cal->lcd_y[j]*cal->touch_x[j]);

                zy += (float)(cal->lcd_y[j]*cal->touch_y[j]);

        }



// Now multiply out to get the calibration for framebuffer y coord

        cal->adjust[3] = (int32_t)((a*z + b*zx + c*zy)*(scaling));

        cal->adjust[4] = (int32_t)((b*z + e*zx + f*zy)*(scaling));

        cal->adjust[5] = (int32_t)((c*z + f*zx + i*zy)*(scaling));



//        printf("%f %f %f\n\r",(a*z + b*zx + c*zy),

//                                (b*z + e*zx + f*zy),

//                                (c*z + f*zx + i*zy));



// If we got here, we're OK, so assign scaling to a[6] and return

        cal->adjust[6] = (int32_t)scaling;

        return 0;

}

 

/**

  * 函数功能: 触摸屏校正函数

  * 输入参数: 无

  * 返 回 值: 0：校正成功

  *           1：校正失败

  * 说    明：无

  */

uint8_t XPT2046_Touch_Calibrate(void)

{  

  uint8_t i;  



  uint16_t usTest_x=0,usTest_y=0;  

  

  /* 设定“十”字交叉点的坐标 */ 

  cal_value.lcd_x[0]=20;

  cal_value.lcd_y[0]=20;

  

  cal_value.lcd_x[1]=20;

  cal_value.lcd_y[1]=LCD_DEFAULT_HEIGTH-20;

  

  cal_value.lcd_x[2]=LCD_DEFAULT_WIDTH-20;

  cal_value.lcd_y[2]=cal_value.lcd_y[1];

  

  cal_value.lcd_x[3]=cal_value.lcd_x[2];

  cal_value.lcd_y[3]=cal_value.lcd_y[0];        

  

  cal_value.lcd_x[4]=LCD_DEFAULT_WIDTH/2;

  cal_value.lcd_y[4]=LCD_DEFAULT_HEIGTH/2;        

  

  for(i=0; i<5; i++)

  {        

    LCD_Clear(0, 0,LCD_DEFAULT_WIDTH, LCD_DEFAULT_HEIGTH, BACKGROUND);        

    LCD_DispString_EN(50,120,"Touch Calibrate...",BACKGROUND,BLUE,USB_FONT_24);                 

    LCD_DispChar_EN(150, 80, i+'1',BACKGROUND,RED,USB_FONT_24);

 

    /* 适当的延时很有必要 */        

    XPT2046_DelayUS(200000);    

    LCD_DrawCross(cal_value.lcd_x[i],cal_value.lcd_y[i]); //显示校正用的“十”字    

    XPT2046_ReadAdc_Smooth_XY(&cal_value.touch_x[i],&cal_value.touch_y[i],1);

  }

  

  if(perform_calibration(&cal_value)==1) 

  {

//                printf("Calibration failed.\n\r");

    return 1;

        }



  /* 用原始参数计算出 原始参数与坐标的转换系数。 */

  for(i=0; i<2; i++)

  {    

    int xtemp,ytemp,usGap_x,usGap_y;       

    xtemp=cal_value.touch_x[2*i];

    ytemp=cal_value.touch_y[2*i];

//    printf("before Calibration x=(%d)-> %d y=(%d)-> %d\n\r",cal_value.lcd_x[2*i],xtemp,cal_value.lcd_y[2*i],ytemp);

    

                usTest_x=(int)((cal_value.adjust[0]+cal_value.adjust[1]*xtemp+cal_value.adjust[2]*ytemp)/cal_value.adjust[6]);

                usTest_y=(int)((cal_value.adjust[3]+cal_value.adjust[4]*xtemp+cal_value.adjust[5]*ytemp)/cal_value.adjust[6]);

//          printf("after Calibration x = %d y=%d\n\r",usTest_x,usTest_y);

    

    usGap_x=(usTest_x>cal_value.lcd_x[2*i])?(usTest_x-cal_value.lcd_x[2*i]):(cal_value.lcd_x[2*i]-usTest_x);   //实际X坐标与计算坐标的绝对差

    usGap_y=(usTest_y>cal_value.lcd_y[2*i])?(usTest_y-cal_value.lcd_y[2*i]):(cal_value.lcd_y[2*i]-usTest_y);   //实际Y坐标与计算坐标的绝对差

  

    if((usGap_x>10)||(usGap_y>10))

    {

      LCD_Clear(0, 0,LCD_DEFAULT_WIDTH, LCD_DEFAULT_HEIGTH, BACKGROUND);   

      LCD_DispString_EN(80,100,"Calibrate fail",BACKGROUND,RED,USB_FONT_24);

      LCD_DispString_EN(110,130,"try again",BACKGROUND,RED,USB_FONT_16);

      XPT2046_DelayUS(1000000);   

      return 1;   

    }      

  }

  

  cal_value.cal_flag = 0xAA55;

  SPI_FLASH_SectorErase(XPT2046_SPIFLASH_ADDR);

  SPI_FLASH_BufferWrite((uint8_t *)&cal_value,XPT2046_SPIFLASH_ADDR, sizeof(XPT2046_Calibration));

  

  LCD_Clear(0, 0,LCD_DEFAULT_WIDTH, LCD_DEFAULT_HEIGTH, BACKGROUND); 

  LCD_DispString_EN(50,100,"Calibrate Succed",BACKGROUND,BLUE,USB_FONT_24);

  XPT2046_DelayUS(1000000); 

  LCD_Clear(0, 0,LCD_DEFAULT_WIDTH, LCD_DEFAULT_HEIGTH, BACKGROUND); 

  return 0;    

}



/**

  * 函数功能: 获取 XPT2046 触摸点（校准后）的坐标

  * 输入参数: pLCD_x：校准后x的坐标

  *           pLCD_y：校准后y的坐标

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

void XPT2046_Get_TouchedPoint(uint16_t *pLCD_x,uint16_t *pLCD_y)

{

  int xtemp,ytemp;

  

  if(XPT2046_ReadAdc_Smooth_XY(&xtemp,&ytemp,0)==0)

  {

    *pLCD_x=(uint16_t)((cal_value.adjust[0]+cal_value.adjust[1]*xtemp+cal_value.adjust[2]*ytemp)/cal_value.adjust[6]);

    *pLCD_y=(uint16_t)((cal_value.adjust[3]+cal_value.adjust[4]*xtemp+cal_value.adjust[5]*ytemp)/cal_value.adjust[6]);

  }

  else

  {

    *pLCD_x=0xFFFF;

    *pLCD_y=0xFFFF;

  }

  

} 



/**

  * 函数功能: 在LCD指定位置画一个大点(包含9个小点)

  * 输入参数: x：x坐标

  *           y：y坐标

  *           usColor：点的颜色

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

void Palette_draw_point(uint16_t x, uint16_t y,uint16_t usColor)

{  

  LCD_SetPointPixel ( x-1, y-1, usColor );

  LCD_SetPointPixel (   x, y-1, usColor );

  LCD_SetPointPixel ( x+1, y-1, usColor );

  LCD_SetPointPixel ( x-1,   y, usColor );  

  LCD_SetPointPixel (   x,   y, usColor );  

  LCD_SetPointPixel ( x+1,   y, usColor );

  LCD_SetPointPixel ( x-1, y+1, usColor );  

  LCD_SetPointPixel (   x, y+1, usColor );  

  LCD_SetPointPixel ( x+1, y+1, usColor );

}

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