2019年11月09日 | 2440裸机编程之十 触摸屏

触摸屏由于其体积小、轻便和接口简单的特点，成为一种在嵌入式系统中应用广泛的输
入设备。本实例首先介绍四线电阻式触摸屏的结构和工作原理，然后介绍S3C2440A 通过内
部集成的触摸屏控制寄存器的设置，来完成对触摸屏触摸位置坐标的读取。

典型触摸屏的工作组件一般由3 部分组成。两层透明的阻性导体层、两层
导体之间的隔离层和电极。阻性导体层选用阻性材料，如将铟锡氧化物(1TO)涂在衬底上构
成，或者上层衬底用塑料，下层衬底用玻璃。隔离层为粘性绝缘液体材料，如聚脂薄膜。电
极选用导电性能极好的材料(如银粉墨)构成，其导电性能大约为ITO 的1 000 倍。

工作原理：见下图
1.获取X坐标：X+和X-加上正负电压，X方向就会形成电势梯度网络；Y-接高阻，Y+接输入，一旦屏幕上某点被按下，绝缘液体被排开，上下两个导体层在此点导通，Y+获取此点在X方向上的电势，即此点的X坐标，通过ADC转换成数字量输入给系统。
同理
1.获取Y坐标：Y+和Y-加上正负电压，Y方向就会形成电势梯度网络；X-接高阻，X+接输入，一旦屏幕上某点被按下，绝缘液体被排开，上下两个导体层在此点导通，X+获取此点在Y方向上的电势，即此点的Y坐标，通过ADC转换成数字量输入给系统。
这样，通过ADC转换成数字量输入给系统。

这里做个试验，笔尖接触 触摸屏，然后串口打印坐标值。
注意X测量时，依据上述原理，XP接参考电平，XM接地，YP接ADC通道5，YM接高阻，上拉功能取消，这些都在寄存器中设置ADCTSC。
同理，Y测量时，YP接参考电平，YM接地，XP接ADC通道7，XM接高阻，上拉功能取消.
其他用到的是ADC相关的寄存器。
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#define adc_frequency 2000000

U16 x_tsc,y_tsc;

void Main(void)
{     
    int i;
    ……硬件初始化……

Uart_Printf("n触摸屏中断+坐标提取实验n");

tsc_int_init();   //触摸屏中断初始化
tsc_init();    //触摸屏初始化
while(1);

}

void  tsc_int_init(void)  //触摸屏中断初始化
{
rSUBSRCPND |= 1<<9;     //INT_TC清0

rSRCPND |= 1<<31;     //INT_ADC清0
rINTPND |= 1<<31;     //INT_ADC清0

pISR_ADC = (U32)TSC_ISR;   //申请中断向量

rINTMSK = rINTMSK & ~(1<<31);  //禁止ADC的屏蔽

rINTSUBMSK = rINTSUBMSK & ~(1<<9); //禁止TSC的屏蔽

rADCTSC = 0x0d3 ;     //等待中断模式的特定设置
}

void   TSC_ISR(void) __irq    //触摸屏中断例程
{
rINTMSK |= 1<<31;     //ADC中断的屏蔽
rINTSUBMSK |=  1<<9 | 1<<10;  //TSC和ADC_S中断屏蔽

tsc_get();       //得到触点坐标
Uart_Printf("x=%d,y=%dn",x_tsc,y_tsc);

rSUBSRCPND |= 1<<9;     //INT_TC清0
rSRCPND |= 1<<31;     //INT_ADC清0
rINTPND |= 1<<31;     //INT_ADC清0
  
rINTMSK = rINTMSK & ~(1<<31);  //禁止ADC的屏蔽
rINTSUBMSK = rINTSUBMSK & ~(1<<9); //禁止TSC的屏蔽
rINTSUBMSK = rINTSUBMSK & ~(1<<10); //禁止ADC_S的屏蔽

}

void tsc_init(void)      //触摸屏初始化
{
rADCDLY= 0x5000;//必须要延时
rADCCON = (PCLK/adc_frequency - 1)<<6 | 1<<14 ;    //设置ADC频率，预分频有效
}

void tsc_get(void)
{
rADCCON = rADCCON & ~(7<<3) | 7<<3 ;     //选择XP通道
rADCTSC = (0<<7)|(1<<6)|(1<<5)|(0<<4)|(1<<3)|(0<<2)|1 ; //X测量模式：YM=Z, YP=AIN[5] ,XM=GND, XP=V, PULL_UP=DISABLE, NORMAL, X-position (ENABLE=GND/V)
    rADCCON|=0x1;             //启动ADC
while(rADCCON & 0x1);         //等待启动
    while(!(rADCCON & 0x8000));        //等待是否转换完毕
x_tsc = rADCDAT0&0x3FF;         //得到转换结果
  
rADCCON = rADCCON & ~(7<<3) | 5<<3 ;     //选择YP通道
rADCTSC = (1<<7)|(0<<6)|(0<<5)|(1<<4)|(1<<3)|(0<<2)|2 ; //Y测量模式：YM=GND, YP=V ,XM=Z, XP=AIN[7], PULL_UP=DISENBLE, NORMAL, Y-position (DISABLE=AIN/Z)
rADCCON|=0x1;             //启动ADC
while(rADCCON & 0x1);         //等待启动
    while(!(rADCCON & 0x8000));        //等待是否转换完毕
y_tsc = rADCDAT1&0x3FF;         //得到转换结果

tsc_int_init();      //触摸屏中断初始化
Delay(10);
while(!((rADCDAT0 & 0X8000) & (rADCDAT1 & 0X8000) ));//等待笔尖抬起
}

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结果如图：

下面做个LCD和触摸屏TSC结合的实验，每当触摸屏某点被按下，在LCD的此点显示一个小正方形。
注意LCD的XY坐标与TSC的XY坐标不一样，需要转化，我研究了一下之间的关系，不是太精准，仅供参考：(x_lcd, y_lcd) = ( 1.0084*y_tsc - 150,-0.82*x_tsc +600,12345)。
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#define adc_frequency 2000000



#define CLKVAL (6)  //VCLK＝HCLK÷[(CLKVAL＋1)×2]
#define PNRMODE (3)  //TFT LCD panel
#define BPPMODE (12) //16 bpp for TFT
#define ENVID (1)  //输出和控制 有效

#define VBPD (29)  //垂直同步信号后肩
#define LINEVAL (480) //垂直尺寸
#define VFPD (13)  //垂直同步信号前肩
#define VSPW (3)  //垂直同步信号脉宽

#define HBPD (40)  //水平同步信号后肩
#define HOZVAL (800) //水平尺寸
#define HFPD (40)  //水平同步信号前肩

#define HSPW (48)  //水平同步信号脉宽

#define FRM565 (1)  //565格式
#define PWREN (1)  //GPG供电使能(用于掉电模式)
#define BSWP (0)     //字节不交换：
//#define HWSWP (1)     //半字交换 16位用不到

#define OFFSIZE (0)  //若不用虚拟屏幕，则为0
#define PAGEWIDTH (HOZVAL)//虚拟屏幕的宽 单位半字 若不用虚拟屏幕，则和实际一致

U16 x_tsc,y_tsc;

void Main(void)
{     
    int i;
    ……硬件初始化……

Uart_Printf("n触摸屏和LCD综合实验nn");
Uart_Printf(" 触摸处将显一个方块nn");

tsc_int_init();   //触摸屏中断初始化
tsc_init();    //触摸屏初始化
lcd_init();    //LCD初始化

//test();

while(1);

}

void test(void)
{
int i;
for(i=50;i<480;i+=50)
  zhengfangxing(400,i,3000);
  
}

void  tsc_int_init(void)  //触摸屏中断初始化
{
rSUBSRCPND |= 1<<9;     //INT_TC清0

rSRCPND |= 1<<31;     //INT_ADC清0
rINTPND |= 1<<31;     //INT_ADC清0

pISR_ADC = (U32)TSC_ISR;   //申请中断向量

rINTMSK = rINTMSK & ~(1<<31);  //禁止ADC的屏蔽

rINTSUBMSK = rINTSUBMSK & ~(1<<9); //禁止TSC的屏蔽

rADCTSC = 0x0d3 ;     //等待中断模式的特定设置
}

void   TSC_ISR(void) __irq    //触摸屏中断例程
{
rINTMSK |= 1<<31;     //ADC中断的屏蔽
rINTSUBMSK |=  1<<9 | 1<<10;  //TSC和ADC_S中断屏蔽

tsc_get();       //得到触点坐标
Uart_Printf("x=%d,y=%dn",x_tsc,y_tsc);

zhengfangxing( 1.0084*y_tsc - 150,-0.82*x_tsc +600,12345);//实验获得转换关系，精度有待提高

rSUBSRCPND |= 1<<9;     //INT_TC清0
rSRCPND |= 1<<31;     //INT_ADC清0
rINTPND |= 1<<31;     //INT_ADC清0
  
rINTMSK = rINTMSK & ~(1<<31);  //禁止ADC的屏蔽
rINTSUBMSK = rINTSUBMSK & ~(1<<9); //禁止TSC的屏蔽
rINTSUBMSK = rINTSUBMSK & ~(1<<10); //禁止ADC_S的屏蔽

}

void tsc_init(void)      //触摸屏初始化
{
rADCDLY= 0x5000;//必须要延时
rADCCON = (PCLK/adc_frequency - 1)<<6 | 1<<14 ;    //设置ADC频率，预分频有效
}

void tsc_get(void)
{
rADCCON = rADCCON & ~(7<<3) | 7<<3 ;     //选择XP通道
rADCTSC = (0<<7)|(1<<6)|(1<<5)|(0<<4)|(1<<3)|(0<<2)|1 ; //X测量模式：YM=Z, YP=AIN[5] ,XM=GND, XP=V, PULL_UP=DISABLE, NORMAL, X-position (ENABLE=GND/V)
    rADCCON|=0x1;             //启动ADC
while(rADCCON & 0x1);         //等待启动
    while(!(rADCCON & 0x8000));        //等待是否转换完毕
x_tsc = rADCDAT0&0x3FF;         //得到转换结果
  
rADCCON = rADCCON & ~(7<<3) | 5<<3 ;     //选择YP通道
rADCTSC = (1<<7)|(0<<6)|(0<<5)|(1<<4)|(1<<3)|(0<<2)|2 ; //Y测量模式：YM=GND, YP=V ,XM=Z, XP=AIN[7], PULL_UP=DISENBLE, NORMAL, Y-position (DISABLE=AIN/Z)
rADCCON|=0x1;             //启动ADC
while(rADCCON & 0x1);         //等待启动
    while(!(rADCCON & 0x8000));        //等待是否转换完毕
y_tsc = rADCDAT1&0x3FF;         //得到转换结果

tsc_int_init();      //触摸屏中断初始化
Delay(10);
while(!((rADCDAT0 & 0X8000) & (rADCDAT1 & 0X8000) ));//等待笔尖抬起
}

void lcd_init(void)
{
rGPCCON = 0xAAAAAAAA;         //LCD功能
rGPDCON = 0xAAAAAAAA;         //LCD功能
rGPGCON = rGPGCON & ~(3<<8) | 3<<8 ;     //LCD电源功能

rLCDCON1 = rLCDCON1 & ~(0x3ff<<8) | CLKVAL<<8 ;   //LCD频率
rLCDCON1 = rLCDCON1 & ~(0x3<<5) | PNRMODE<<5 ;   //显示模式
rLCDCON1 = rLCDCON1 & ~(0xf<<1) | BPPMODE<<1 ;   //BPP模式（每个像素用几位表示）
rLCDCON1 = rLCDCON1 & ~(1) | 0 ;     //关闭输出

rLCDCON2 = rLCDCON2 & ~(0xff<<24) | VBPD<<24 ;   //与LCD属性一致
rLCDCON2 = rLCDCON2 & ~(0x3ff<<14) | (LINEVAL-1)<<14 ; //垂直尺寸
rLCDCON2 = rLCDCON2 & ~(0xff<<6) | VFPD<<6 ;   //与LCD属性一致
rLCDCON2 = rLCDCON2 & ~(0x3f) | VSPW ;     //与LCD属性一致

rLCDCON3 = rLCDCON3 & ~(0x7f<<19) | HBPD<<19 ;   //与LCD属性一致
rLCDCON3 = rLCDCON3 & ~(0x7ff<<8) | (HOZVAL-1)<<8 ;  //水平尺寸
rLCDCON3 = rLCDCON3 & ~(0xff) | HFPD ;     //与LCD属性一致

rLCDCON4 = rLCDCON4 & ~(0xff) | HSPW ;     //与LCD属性一致

rLCDCON5 = rLCDCON5 & ~(1<<11) | FRM565<<11 ;   //模式：565或5551
rLCDCON5 = rLCDCON5 & ~(1<<3) | PWREN<<3 ;    //供电引脚使能 ( GPG4 )
rLCDCON5 = rLCDCON5 & ~(1<<1) | BSWP ;     //字节是否交换

rLCDSADDR1 = rLCDSADDR1 & ~(0x1ff<<21) | ( ( (U32)pixel>>22 )&0x1ff )<<21 ;       //缓存区首地址高位[30:22]->rLCDSADDR1[29:21]
rLCDSADDR1 = rLCDSADDR1 & ~(0x1fffff) | ( (U32)pixel>>1 )&0x1fffff ;        //缓存区首地址低位[21:1]->rLCDSADDR1[20:0]

rLCDSADDR2 = rLCDSADDR2 & ~(0x1fffff) | ( ((U32)pixel+LINEVAL*HOZVAL*2)>>1 )&0x1fffff ;    //缓存区(尾地址+1)低位[21:1]->rLCDSADDR2[20:0]

rLCDSADDR3 = rLCDSADDR3 & ~(0x7ff<<11) | OFFSIZE<<11 ;            //虚拟屏幕偏移长度
rLCDSADDR3 = rLCDSADDR3 & ~(0x7ff) | PAGEWIDTH ;             //虚拟屏幕宽度

rLCDCON1 = rLCDCON1 & ~(1) | ENVID ;                //开启输出,这个要最后做，不然有问题
}