技术标签: stm32 电阻触摸屏 嵌入式单片机高级篇 嵌入式 单片机
1、原理:
lcd屏与触摸屏中间有支撑点将两层导电涂料隔开,当某点按下时,使得两层涂料接触,平常绝缘的两层导电层在触摸点位置就有了一个接触,控制器侦测到这个接通后,其中一面导电层接通У轴方向的5Ⅴ均匀电压场,另一导电层将接触点的电压引至控制卡进行A/D转换,得到电压值后与5Ⅴ相比即可得触摸点的у轴坐标,同理得出Χ轴的坐标
2、驱动芯片XPT2046:
(1)采用SPI三线制通信接口
(2)原理框图:
利用控制逻辑控制四个MOS管导通和截止,从而实现测量按下的x轴坐标以及按下的Y轴坐标(XN,YN,XP,YP接触摸屏)
(3)管脚:
BUSY:高电平,忙
~CS:低电平有效
DIN:上升沿采集数据
DCLK:时钟线
~PENIRQ:笔接触引脚,低电平有效
DOUT:下降沿准备数据
(4)时序图:
顺序图:
时序图:
第一,确认初始状态:
~CS:高电平
DCLK:低电平
DIN:低电平
第二,MCU发送8位数据给XPT2046,XPT2046返回16位数据给MCU
根据时序图写伪代码:
unsigned char SPI_WriteReadByte(unsigned char dat)
{
unsigned char i = 0;
unsigned char temp = 0;
unsigned short read_data = 0x00;
CS=0;
for(i=0;i<8;i++)
{
SCK=0;
temp=((dat&0x80)==0x80)?1:0;
dat= dat<<1;
SI=temp;
SCK=1;//XPT2046开始读数据
}
SCK=0;
SCK=1;
//此周期是为了过滤忙信号
for(i=0;i<16;i++)
{
SCK=0;//xpt2046准备数据
delayus(1);//延时,为了使xpt2046将数据准备好
SCK=1;//上升沿,MCU开始准备读取数据
read_data <<=1;
read_data|=(unsigned char)SO;
}
SCK=0;
CS=1;
return (read_data>>=4);
}
(5)命令:
测量Y轴坐标:ox90;测量X轴坐标:0xD0;
3、触摸屏的驱动程序思路:
(1)硬件连接:
(2)程序设计思路:
4、电阻式触摸屏校正:
(1)目的:为了让触摸屏和LCD屏建立连接关系,在触摸屏上对应图标按下,表示当前真的在图标位置按下。
(2)LCD和触摸屏属于线性坐标系
(3)LCD屏与触摸屏的线性坐标系的原点不在同一位置,且线性关系不一样
(4)LCD坐标:x:0-320 y:0-480;触摸屏坐标:x:0-4096 y:0-4096
(5)当前两个坐标系中,X=ax+b;Y=cy+d;需要计算的值为a、b、c和d。利用一条横线的两个点可求出a和b;利用一条竖线的两个点可求出c和d。
计算公式,求a、b为例(c、d同理):X1=ax1+b;X2=ax2+b;a=(X1-X2)/(x1-x2);b=((X1-X2)-a(x1-x2))/2
具体程序:
tp_dev.xfac=(float)(lcddev.width-40)/(pos_temp[1][0]-pos_temp[0][0]);//得到xfac
tp_dev.xoff=(lcddev.width-tp_dev.xfac*(pos_temp[1][0]+pos_temp[0][0]))/2;//得到xoff
tp_dev.yfac=(float)(lcddev.height-40)/(pos_temp[2][1]-pos_temp[0][1]);//得到yfac
tp_dev.yoff=(lcddev.height-tp_dev.yfac*(pos_temp[2][1]+pos_temp[0][1]))/2;//得到yoff
(6)读取xy坐标取平均值程序(读取5次舍弃最小值与最大值取平均从而提高精度):
u16 TP_Read_XOY(u8 xy)
{
u16 i, j;
u16 buf[5];
u16 sum=0;
u16 temp;
for(i=0;i<5;i++)buf[i]=TP_Read_AD(xy);
for(i=0;i<4; i++)//排序
{
for(j=i+1;j<5;j++)
{
if(buf[i]>buf[j])//升序排列
{
temp=buf[i];
buf[i]=buf[j];
buf[j]=temp;
}
}
}
sum=0;
for(i=1;i<5-1;i++)sum+=buf[i];
temp=sum/(3);
return temp;
}
(7)限定误差范围提高精度程序:
//读取x,y坐标
//最小值不能少于100.
//x,y:读取到的坐标值
//返回值:0,失败;1,成功。
u8 TP_Read_XY(u16 *x,u16 *y)
{
u16 xtemp,ytemp;
xtemp=TP_Read_XOY(CMD_RDX);
ytemp=TP_Read_XOY(CMD_RDY);
//if(xtemp<100||ytemp<100)return 0;//读数失败
*x=xtemp;
*y=ytemp;
return 1;//读数成功
}
//连续2次读取触摸屏IC,且这两次的偏差不能超过
//ERR_RANGE,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
//x,y:读取到的坐标值
//返回值:0,失败;1,成功。
#define ERR_RANGE 50 //误差范围
u8 TP_Read_XY2(u16 *x,u16 *y)
{
u16 x1,y1;
u16 x2,y2;
u8 flag;
flag=TP_Read_XY(&x1,&y1);
if(flag==0)return(0);
flag=TP_Read_XY(&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;
return 1;
}else return 0;
}
(8)触摸按键扫描程序:
u8 TP_Scan(u8 tp)
{
if(PEN==0)//有按键按下
{
if(tp)TP_Read_XY2(&tp_dev.x[0],&tp_dev.y[0]);//读取物理坐标
else if(TP_Read_XY2(&tp_dev.x[0],&tp_dev.y[0]))//读取屏幕坐标
{
tp_dev.x[0]=tp_dev.xfac*tp_dev.x[0]+tp_dev.xoff;//将结果转换为屏幕坐标
tp_dev.y[0]=tp_dev.yfac*tp_dev.y[0]+tp_dev.yoff;
}
if((tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN)==0)//之前没有被按下
{
tp_dev.sta=TP_PRES_DOWN|TP_CATH_PRES;//按键按下
tp_dev.x[4]=tp_dev.x[0];//记录第一次按下时的坐标
tp_dev.y[4]=tp_dev.y[0];
}
}else
{
if(tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN)//之前是被按下的
{
tp_dev.sta&=~(1<<7);//标记按键松开
}else//之前就没有被按下
{
tp_dev.x[4]=0;
tp_dev.y[4]=0;
tp_dev.x[0]=0xffff;
tp_dev.y[0]=0xffff;
}
}
return tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN;//返回当前的触屏状态
}
(9)电阻触摸屏校正程序:
void TP_Adjust(void)
{
u16 pos_temp[4][2];//坐标缓存值
u8 cnt=0;
u16 d1,d2;
u32 tem1,tem2;
double fac;
u16 outtime=0;
cnt=0;
POINT_COLOR=BLUE;
BACK_COLOR =WHITE;
LCD_Clear(WHITE);//清屏
POINT_COLOR=RED;//红色
LCD_Clear(WHITE);//清屏
POINT_COLOR=BLACK;
LCD_ShowString(40,40,160,100,16,(u8*)TP_REMIND_MSG_TBL);//显示提示信息
TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED);//画点1
tp_dev.sta=0;//消除触发信号
tp_dev.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)//如果连续10秒钟没有按下,则自动退出
{
tp_dev.scan(1);//扫描物理坐标
if((tp_dev.sta&0xc0)==TP_CATH_PRES)//按键按下了一次(此时按键松开了.)
{
outtime=0;
tp_dev.sta&=~(1<<6);//标记按键已经被处理过了.
pos_temp[cnt][0]=tp_dev.x[0];
pos_temp[cnt][1]=tp_dev.y[0];
cnt++;
switch(cnt)
{
case 1:
TP_Drow_Touch_Point(20,20,WHITE); //清除点1
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,20,RED); //画点2
break;
case 2:
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,20,WHITE); //清除点2
TP_Drow_Touch_Point(20,lcddev.height-20,RED); //画点3
break;
case 3:
TP_Drow_Touch_Point(20,lcddev.height-20,WHITE); //清除点3
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,RED); //画点4
break;
case 4: //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;
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,WHITE)<
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