3.18.3 软件设计
打开上一节的工程，首先在HARDWARE文件夹下新建一个TOUCH文件夹。然后新建一个touch.c和touch.h的文件保存在TOUCH文件夹下，并将这个文件夹加入头文件包含路径。
打开touch.c文件，输入如下代码：
#include "touch.h"
#include "lcd.h"
#include "delay.h"
#include "stdlib.h"
#include "math.h"
#include "24cxx.h"
//Mini STM32开发板
//ADS7843/7846/UH7843/7846/XPT2046/TSC2046 驱动函数
//正点原子@ALIENTEK
//2010/6/13
//V1.3
Pen_Holder Pen_Point;//定义笔实体
//SPI写数据
//向7843写入1byte数据
void ADS_Write_Byte(u8 num)
{
u8count=0;
for(count=0;count<8;count++)
{
if(num&0x80)TDIN=1;
elseTDIN=0;
num<<=1;
TCLK=0;//上升沿有效
TCLK=1;
}
}
//SPI读数据
//从7846/7843/XPT2046/UH7843/UH7846读取adc值
u16 ADS_Read_AD(u8 CMD)
{ u8 count=0;
u16 Num=0;
TCLK=0;//先拉低时钟
TCS=0; //选中ADS7843
ADS_Write_Byte(CMD);//发送命令字
delay_us(6);//ADS7846的转换时间最长为6us
TCLK=1;//给1个时钟，清除BUSY
TCLK=0;
for(count=0;count<16;count++)
{ Num<<=1;
TCLK=0;//下降沿有效
TCLK=1;
if(DOUT)Num++;
}
Num>>=4; //只有高12位有效.
TCS=1;//释放ADS7843
return(Num);
}
//读取一个坐标值
//连续读取READ_TIMES次数据,对这些数据升序排列,
//然后去掉最低和最高LOST_VAL个数,取平均值
#define READ_TIMES 15 //读取次数
#define LOST_VAL 5 //丢弃值
u16 ADS_Read_XY(u8 xy)
{ u16 i, j;
u16buf[READ_TIMES];
u16 sum=0;
u16 temp;
for(i=0;i<READ_TIMES;i++)
{ buf=ADS_Read_AD(xy);
}
for(i=0;i<READ_TIMES-1;i++)//排序
{ for(j=i+1;j<READ_TIMES;j++)
{
if(buf>buf[j])//升序排列
{ temp=buf;
buf=buf[j];
buf[j]=temp;
}
}
}
sum=0;
for(i=LOST_VAL;i<READ_TIMES-LOST_VAL;i++)sum+=buf;
temp=sum/(READ_TIMES-2*LOST_VAL);
returntemp;
}
//带滤波的坐标读取
//最小值不能少于100.
u8 Read_ADS(u16 *x,u16 *y)
{
u16xtemp,ytemp;
xtemp=ADS_Read_XY(CMD_RDX);
ytemp=ADS_Read_XY(CMD_RDY);
if(xtemp<100||ytemp<100)return0;//读数失败
*x=xtemp;
*y=ytemp;
return 1;//读数成功
}
//2次读取ADS7846,连续读取2次有效的AD值,且这两次的偏差不能超过
//50,满足条件,则认为读数正确,否则读数错误.
//该函数能大大提高准确度
#define ERR_RANGE 50 //误差范围
u8 Read_ADS2(u16 *x,u16 *y)
{u16 x1,y1;
u16 x2,y2;
u8 flag;
flag=Read_ADS(&x1,&y1);
if(flag==0)return(0);
flag=Read_ADS(&x2,&y2);
if(flag==0)return(0);
if(((x2<=x1&&x1<x2+ERR_RANGE)||(x1<=x2&&x2<x1+ERR_RANGE))//前后两次采样在+-50内
&&((y2<=y1&&y1<y2+ERR_RANGE)||(y1<=y2&&y2<y1+ERR_RANGE)))
{*x=(x1+x2)/2;
*y=(y1+y2)/2;
return1;
}else return0;
}
//读取一次坐标值
//仅仅读取一次,知道PEN松开才返回!
u8 Read_TP_Once(void)
{
u8 t=0;
Pen_Int_Set(0);//关闭中断
Pen_Point.Key_Sta=Key_Up;
Read_ADS2(&en_Point.X,&en_Point.Y);
while(PEN==0&&t<=250)
{t++;
delay_ms(10);
};
Pen_Int_Set(1);//开启中断
if(t>=250)return0;//按下2.5s 认为无效
else return 1;
}
//////////////////////////////////////////////////
//与LCD部分有关的函数
//画一个触摸点
//用来校准用的
void Drow_Touch_Point(u8 x,u16 y)
{
LCD_DrawLine(x-12,y,x+13,y);//横线
LCD_DrawLine(x,y-12,x,y+13);//竖线
LCD_DrawPoint(x+1,y+1);
LCD_DrawPoint(x-1,y+1);
LCD_DrawPoint(x+1,y-1);
LCD_DrawPoint(x-1,y-1);
Draw_Circle(x,y,6);//画中心圈
}
//画一个大点
//2*2的点
void Draw_Big_Point(u8 x,u16 y)
{
LCD_DrawPoint(x,y);//中心点
LCD_DrawPoint(x+1,y);
LCD_DrawPoint(x,y+1);
LCD_DrawPoint(x+1,y+1);
}
//////////////////////////////////////////////////
//转换结果
//根据触摸屏的校准参数来决定转换后的结果,保存在X0,Y0中
void Convert_Pos(void)
{
if(Read_ADS2(&en_Point.X,&en_Point.Y))
{Pen_Point.X0=Pen_Point.xfac*Pen_Point.X+Pen_Point.xoff;
Pen_Point.Y0=Pen_Point.yfac*Pen_Point.Y+Pen_Point.yoff;
}
}
//中断,检测到PEN脚的一个下降沿.
//置位Pen_Point.Key_Sta为按下状态
//中断线0线上的中断检测
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
Pen_Point.Key_Sta=Key_Down;//按键按下
EXTI->R=1<<1; //清除LINE1上的中断标志位
}
//PEN中断设置
void Pen_Int_Set(u8 en)
{if(en)EXTI->IMR|=1<<1; //开启line1上的中断
elseEXTI->IMR&=~(1<<1); //关闭line1上的中断
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//此部分涉及到使用外部EEPROM,如果没有外部EEPROM,屏蔽此部分即可
#ifdef ADJ_SAVE_ENABLE
//保存在EEPROM里面的地址区间基址,占用13个字节(RANGE:SAVE_ADDR_BASE~SAVE_ADDR_BASE+12)
#define SAVE_ADDR_BASE 40
//保存校准参数
void Save_Adjdata(void)
{
s32 temp;
//保存校正结果!
temp=Pen_Point.xfac*100000000;//保存x校正因素
AT24CXX_WriteLenByte(SAVE_ADDR_BASE,temp,4);
temp=Pen_Point.yfac*100000000;//保存y校正因素
AT24CXX_WriteLenByte(SAVE_ADDR_BASE+4,temp,4);
//保存x偏移量
AT24CXX_WriteLenByte(SAVE_ADDR_BASE+8,Pen_Point.xoff,2);
//保存y偏移量
AT24CXX_WriteLenByte(SAVE_ADDR_BASE+10,Pen_Point.yoff,2);
temp=AT24CXX_ReadOneByte(SAVE_ADDR_BASE+12);
temp&=0XF0;
temp|=0X0A;//标记校准过了
AT24CXX_WriteOneByte(SAVE_ADDR_BASE+12,temp);
}
//得到保存在EEPROM里面的校准值
//返回值：1，成功获取数据
// 0，获取失败，要重新校准
u8 Get_Adjdata(void)
{
s32 tempfac;
tempfac=AT24CXX_ReadOneByte(52);//第五十二字节的第四位用来标记是否校准过！
if((tempfac&0X0F)==0X0A)//触摸屏已经校准过了
{
tempfac=AT24CXX_ReadLenByte(40,4);
Pen_Point.xfac=(float)tempfac/100000000;//得到x校准参数
tempfac=AT24CXX_ReadLenByte(44,4);
Pen_Point.yfac=(float)tempfac/100000000;//得到y校准参数
//得到x偏移量
tempfac=AT24CXX_ReadLenByte(48,2);
Pen_Point.xoff=tempfac;
//得到y偏移量
tempfac=AT24CXX_ReadLenByte(50,2);
Pen_Point.yoff=tempfac;
return1;
}
return 0;
}
#endif
//触摸屏校准代码
//得到四个校准参数
void Touch_Adjust(void)
{
u16pos_temp[4][2];//坐标缓存值
u8 cnt=0;
u16 d1,d2;
u32 tem1,tem2;
float fac;
cnt=0;
POINT_COLOR=BLUE;
BACK_COLOR=WHITE;
LCD_Clear(WHITE);//清屏
POINT_COLOR=RED;//红色
LCD_Clear(WHITE);//清屏
Drow_Touch_Point(20,20);//画点1
Pen_Point.Key_Sta=Key_Up;//消除触发信号
Pen_Point.xfac=0;//xfac用来标记是否校准过,所以校准之前必须清掉!以免错误
while(1)
{
if(Pen_Point.Key_Sta==Key_Down)//按键按下了
{
if(Read_TP_Once())//得到单次按键值
{
pos_temp[cnt][0]=Pen_Point.X;
pos_temp[cnt][1]=Pen_Point.Y;
cnt++;
}
switch(cnt)
{
case1:
LCD_Clear(WHITE);//清屏
Drow_Touch_Point(220,20);//画点2
break;
case2:
LCD_Clear(WHITE);//清屏
Drow_Touch_Point(20,300);//画点3
break;
case3:
LCD_Clear(WHITE);//清屏
Drow_Touch_Point(220,300);//画点4
break;
case4: //全部四个点已经得到
//对边相等
tem1=abs(pos_temp[0][0]-pos_temp[1][0]);//x1-x2
tem2=abs(pos_temp[0][1]-pos_temp[1][1]);//y1-y2
tem1*=tem1;
tem2*=tem2;
d1=sqrt(tem1+tem2);//得到1,2的距离
tem1=abs(pos_temp[2][0]-pos_temp[3][0]);//x3-x4
tem2=abs(pos_temp[2][1]-pos_temp[3][1]);//y3-y4
tem1*=tem1;
tem2*=tem2;
d2=sqrt(tem1+tem2);//得到3,4的距离
fac=(float)d1/d2;
if(fac<0.95||fac>1.05||d1==0||d2==0)//不合格
{
cnt=0;
LCD_Clear(WHITE);//清屏
Drow_Touch_Point(20,20);
continue;
}
tem1=abs(pos_temp[0][0]-pos_temp[2][0]);//x1-x3
tem2=abs(pos_temp[0][1]-pos_temp[2][1]);//y1-y3
tem1*=tem1;
tem2*=tem2;
d1=sqrt(tem1+tem2);//得到1,3的距离
tem1=abs(pos_temp[1][0]-pos_temp[3][0]);//x2-x4
tem2=abs(pos_temp[1][1]-pos_temp[3][1]);//y2-y4
tem1*=tem1;
tem2*=tem2;
d2=sqrt(tem1+tem2);//得到2,4的距离
fac=(float)d1/d2;
if(fac<0.95||fac>1.05)//不合格
{
cnt=0;
LCD_Clear(WHITE);//清屏
Drow_Touch_Point(20,20);
continue;
}//正确了
//对角线相等
tem1=abs(pos_temp[1][0]-pos_temp[2][0]);//x1-x3
tem2=abs(pos_temp[1][1]-pos_temp[2][1]);//y1-y3
tem1*=tem1;
tem2*=tem2;
d1=sqrt(tem1+tem2);//得到1,4的距离
tem1=abs(pos_temp[0][0]-pos_temp[3][0]);//x2-x4
tem2=abs(pos_temp[0][1]-pos_temp[3][1]);//y2-y4
tem1*=tem1;
tem2*=tem2;
d2=sqrt(tem1+tem2);//得到2,3的距离
fac=(float)d1/d2;
if(fac<0.95||fac>1.05)//不合格
{
cnt=0;
LCD_Clear(WHITE);//清屏
Drow_Touch_Point(20,20);
continue;
}//正确了
//计算结果
Pen_Point.xfac=(float)200/(pos_temp[1][0]-pos_temp[0][0]);//得到xfac
Pen_Point.xoff=(240-Pen_Point.xfac*(pos_temp[1][0]+pos_temp[0][0]))/2;//得到xoff
Pen_Point.yfac=(float)280/(pos_temp[2][1]-pos_temp[0][1]);//得到yfac
Pen_Point.yoff=(320-Pen_Point.yfac*(pos_temp[2][1]+pos_temp[0][1]))/2;//得到yoff
POINT_COLOR=BLUE;
LCD_Clear(WHITE);//清屏
LCD_ShowString(35,110,"TouchScreen Adjust OK!");//校正完成
delay_ms(1000);
LCD_Clear(WHITE);//清屏
return;//校正完成
}
}
}
}
//外部中断初始化函数
void Touch_Init(void)
{ //注意,时钟使能之后,对GPIO的操作才有效
//所以上拉之前,必须使能时钟.才能实现真正的上拉输出
RCC->APB2ENR|=1<<4; //PC时钟使能
RCC->APB2ENR|=1<<0; //开启辅助时钟
GPIOC->CRL&=0XFFFF0000;//PC0~3
GPIOC->CRL|=0X00003883;
GPIOC->CRH&=0XFF0FFFFF;//PC13
GPIOC->CRH|=0X00300000;//PC13推挽输出
GPIOC->ODR|=0X200f; //PC0~3 13 全部上拉
Read_ADS(&en_Point.X,&en_Point.Y);//第一次读取初始化
MY_NVIC_Init(2,0,EXTI1_IRQChannel,2);
RCC->APB2ENR|=0x01; //使能io复用时钟
AFIO->EXTICR[0]|=0X0020; //EXTI13映射到PC1
EXTI->IMR|=1<<1; //开启line1上的中断
EXTI->EMR|=1<<1; //不屏蔽line1上的事件
EXTI->FTSR|=1<<1; //line1上事件下降沿触发
#ifdef ADJ_SAVE_ENABLE
AT24CXX_Init();//初始化24CXX
if(Get_Adjdata())return;//已经校准
else //未校准?
{ LCD_Clear(WHITE);//清屏
Touch_Adjust(); //屏幕校准
Save_Adjdata();
}
Get_Adjdata();
#else
LCD_Clear(WHITE);//清屏
Touch_Adjust(); //屏幕校准,带自动保存
#endif
// printf("Pen_Point.xfac:%f\n",Pen_Point.xfac);
// printf("Pen_Point.yfac:%f\n",Pen_Point.yfac);
// printf("Pen_Point.xoff:%d\n",Pen_Point.xoff);
// printf("Pen_Point.yoff:%d\n",Pen_Point.yoff);
}
此部分代码，最核心的应该属触摸屏校准代码了。触摸屏的校准通过void Touch_Adjust(void)函数实现。在这里，给大家介绍一下我们这里所使用的触摸屏校正原理：我们传统的鼠标是一种相对定位系统，只和前一次鼠标的位置坐标有关。而触摸屏则是一种绝对坐标系统，要选哪就直接点哪，与相对定位系统有着本质的区别。绝对坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系，每次触摸的数据通过校准转为屏幕上的坐标，不管在什么情况下，触摸屏这套坐标在同一点的输出数据是稳定的。不过由于技术原理的原因，并不能保证同一点触摸每一次采样数据相同，不能保证绝对坐标定位，点不准，这就是触摸屏最怕出现的问题：漂移。对于性能质量好的触摸屏来说，漂移的情况出现并不是很严重。所以很多应用触摸屏的系统启动后，进入应用程序前，先要执行校准程序。 通常应用程序中使用的LCD坐标是以像素为单位的。比如说：左上角的坐标是一组非0的数值，比如（20，20），而右下角的坐标为（220，300）。这些点的坐标都是以像素为单位的，而从触摸屏中读出的是点的物理坐标，其坐标轴的方向、XY值的比例因子、偏移量都与LCD坐标不同，所以，可以在程序中使用一个函数（我们采用Convert_Pos函数）中把物理坐标首先转换为像素坐标，然后再赋给POS结构，达到坐标转换的目的。
校正思路：在了解了校正原理之后，我们可以得出下面的一个从屋里坐标到像素坐标的转换关系式：
LCDx=xfac*Px+xoff；
LCDy=yfac*Py+yoff；
其中(LCDx,LCDy)是在LCD上的像素坐标，（Px,Py）是从触摸屏读到的物理坐标。xfac，yfac分别是X轴方向和Y轴方向的比例因子，而xoff和yoff则是这两个方向的偏移量。
这样我们只要事先在屏幕上面显示4个点（这四个点的坐标是已知的），分别按这四个点就可以从触摸屏读到4个物理坐标，这样就可以通过待定系数法求出xfac、yfac、xoff、yoff这四个参数。我们保存好这四个参数，在以后的使用中，我们把所有得到的物理坐标都按照这个关系式来计算，得到的就是准确的屏幕坐标。达到了触摸屏校准的目的。
Touch_Adjust就是根据上面的原理设计的校准函数。其他的函数我们这里就不多介绍了，保存touch.c文件，并把该文件加入到HARDWARE组下。接下来打开touch.h文件，在该文件里面输入如下代码：
#ifndef __TOUCH_H__
#define __TOUCH_H__
#include "sys.h"
//Mini STM32开发板
//ADS7843/7846/UH7843/7846/XPT2046/TSC2046驱动函数
//正点原子@ALIENTEK
//2010/6/13
//V1.3
//按键状态
#define Key_Down 0x01
#define Key_Up 0x00
//笔杆结构体
typedef struct
{
u16X0;//LCD坐标
u16Y0;
u16X; //物理坐标/暂存坐标
u16Y;
u8 Key_Sta;//笔的状态
//触摸屏校准参数
floatxfac;
floatyfac;
shortxoff;
shortyoff;
}Pen_Holder;
extern Pen_Holder Pen_Point;
//与触摸屏芯片连接引脚
#define PEN PCin(1) //PC1 INT
#define DOUT PCin(2) //PC2 MISO
#define TDIN PCout(3) //PC3 MOSI
#define TCLK PCout(0) //PC0 SCLK
#define TCS PCout(13) //PC13 CS
//ADS7843/7846/UH7843/7846/XPT2046/TSC2046指令集
#define CMD_RDY 0X90 //0B10010000即用差分方式读X坐标
#define CMD_RDX 0XD0 //0B11010000即用差分方式读Y坐标
#define TEMP_RD 0XF0 //0B11110000即用差分方式读Y坐标
//使用保存
#define ADJ_SAVE_ENABLE
void Touch_Init(void); //初始化
u8 Read_ADS(u16 *x,u16 *y); //带舍弃的双方向读取
u8 Read_ADS2(u16 *x,u16 *y); //带加强滤波的双方向坐标读取
u16 ADS_Read_XY(u8 xy); //带滤波的坐标读取(单方向)
u16 ADS_Read_AD(u8 CMD); //读取AD转换值
void ADS_Write_Byte(u8 num); //向控制芯片写入一个数据
void Drow_Touch_Point(u8 x,u16 y);//画一个坐标叫准点
void Draw_Big_Point(u8 x,u16 y); //画一个大点
void Touch_Adjust(void); //触摸屏校准
void Save_Adjdata(void); //保存校准参数
u8 Get_Adjdata(void); //读取校准参数
void Pen_Int_Set(u8 en); //PEN中断使能/关闭
void Convert_Pos(void); //结果转换函数
#endif
该部分代码我们不做多的介绍，最后我们打开test.c，修改代码如下：
//清屏，重新装载对话界面
void Load_Drow_Dialog(void)
{
LCD_Clear(WHITE);//清屏
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(216,0,"RST");//显示清屏区域
POINT_COLOR=RED;//设置画笔蓝色
}
int main(void)
{
u8key;
u8i=0;
Stm32_Clock_Init(9);//系统时钟设置
delay_init(72); //延时初始化
uart_init(72,9600);//串口1初始化
LCD_Init(); //初始化液晶
KEY_Init(); //按键初始化
LED_Init(); //LED初始化
POINT_COLOR=RED;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,50,"MiniSTM32");
LCD_ShowString(60,70,"TOUCHTEST");
LCD_ShowString(60,90,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(60,110,"2010/6/13");
LCD_ShowString(60,130,"PressKEY0 to Adjust");
Touch_Init();
delay_ms(1500);
Load_Drow_Dialog();
while(1)
{
key=KEY_Scan();
if(Pen_Point.Key_Sta==Key_Down)//触摸屏被按下
{
Pen_Int_Set(0);//关闭中断
do
{
Pen_Point.Key_Sta=Key_Up;
Convert_Pos();
if(Pen_Point.X0>216&&en_Point.Y0<16)Load_Drow_Dialog();//清除
elseDraw_Big_Point(Pen_Point.X0,Pen_Point.Y0);//画点
delay_us(50);
}while(PEN==0);//如果PEN一直有效,则一直执行
Pen_Int_Set(1);//开启中断
}elsedelay_ms(1);
if(key==1)//KEY0按下,则执行校准程序
{
LCD_Clear(WHITE);//清屏
Touch_Adjust(); //屏幕校准
Save_Adjdata();
Load_Drow_Dialog();
}
i++;
if(i==200)
{ i=0;
LED0=!LED0;
}
};
}
此函数就实现了我们上面介绍的本节所实现的功能。当然这里还用到我们之前写的24CXX的代码，用来保存和调用触摸屏的校准信息（在触摸屏校准函数和初始化函数里面）。 |
楼主
标题置顶
标题高亮
