STM32 触摸屏触摸功能

 要用到触摸屏首先就要对触摸屏的原理有一定的了解，我想这个是前提，也不用太多说的。就是当触笔触到屏上时，对应的位置就会产生相应大小的电压，输入到芯片，AD转换后得到一个数据。而触摸校准就是将接受到的原始模数转换值转换成屏幕像素坐标。

再就是了解触摸芯片，知道他的工作方式，以及跟STM32的连线。触摸实验中，我的实验板是用SPI口来实现数据的传输的，即SPI与xpt2046相连。

触摸屏控制芯片ADS7843中文资料

　　ADS7843是一个内置12位模数转换、低导通电阻模拟开关的串行接口芯片。供电电压2.7~5 V，参考电压VREF为1 V~+VCC，转换电压的输入范围为0~ VREF，最高转换速率为125 kHz。

ADS7843引脚图及引脚功能说明了:

 

ADS7843的引脚配置如图3所示。表1为引脚功能说明，图4为典型应用。

 

ADS7843典型应用电路

ADS7843之所以能实现对触摸屏的控制，是因为其内部结构很容易实现电极电压的切换，并能进行快速A/D转换。图5所示为其内部结构，A2~A0和SER/为控制寄存器中的控制位，用来进行开关切换和参考电压的选择。

ADS7843之所以能实现对触摸屏的控制，是因为其内部结构很容易实现电极电压的切换，并能进行快速A/D转换。图5所示为其内部结构，A2~A0和SER/为控制寄存器中的控制位，用来进行开关切换和参考电压的选择。

 

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物理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。

以下是自己的校准程序（在正点原子上做了一些改变，没有用到中断）：

//触摸屏校准代码
//得到四个校准参数

void Touch_Adjust(void)
{        
 u16 pos_temp[4][2];//坐标缓存值
 u8  cnt=0; 
 u16 d1,d2;
 u32 tem1,tem2;
 float fac;    
 cnt=0;    
 TextColor=Blue;
 BackColor =White;      //TextColor = 0x0000, BackColor = 0xFFFF;
 LCD_Clear(White);//清屏  
// POINT_COLOR=RED;//红色
// LCD_Clear(WHITE);//清屏
 Drow_Touch_Point(20,20);//画点1
 delay_ms(1000);
// 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(Read_ADS2(&x,&y))//按键按下了
  {
   //if(Read_TP_Once())//得到单次按键值
  // {            
    pos_temp[cnt][0]=x;
    pos_temp[cnt][1]=y;
    cnt++;
    delay_ms(100);
  // }   
   switch(cnt)
   {     
    case 1:
     LCD_Clear(White);//清屏
     delay_ms(1000);
     Drow_Touch_Point(20,300);//画点2
     break;
    case 2:
     LCD_Clear(White);//清屏
     delay_ms(1000);
     Drow_Touch_Point(220,20);//画点3
     break;
    case 3:
     LCD_Clear(White);//清屏
     delay_ms(1000);
     Drow_Touch_Point(220,300);//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;
      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
     x1=pos_temp[0][0];
     x2=pos_temp[1][0];
     x3=pos_temp[2][0];
     x4=pos_temp[3][0];
     y1=pos_temp[0][1];
     y2=pos_temp[1][1];
     y3=pos_temp[2][1];
     y4=pos_temp[3][1];
     TextColor=Blue;
     LCD_Clear(White);//清屏
     ili9320_PutChars(120,120,"Touch Screen Adjust OK!",23,TextColor,BackColor);//校正完成
     delay_ms(1000);
     LCD_Clear(Blue);//清屏  
     return;//校正完成    
   }
  }
 }
} 

我的算法，跟正点原子不同，他的我没有理解。

以下是带清屏的程序：

 while (1)
    {
  if(Read_ADS2(&X,&Y))
     {
   zuobiaox=20+(s32)(X-x1)*200/(x3-x1);
     zuobiaoy=20+(s32)(Y-y1)*280/(y2-y1);
   if(zuobiaox>0&&zuobiaox<20&&zuobiaoy>0&&zuobiaoy<40)
   {
    LCD_Clear(Blue);//清屏
    LCD_DrawRectFill(0, 0, 20, 40,Yellow);
    ili9320_PutChars(0,0,"RST",3,Red,Yellow); 
   }          
   else if(zuobiaox>0&&zuobiaox<240&&zuobiaoy>0&&zuobiaoy<320)
     lcd_fill_circle(zuobiaox,zuobiaoy, Red);
     }
 }

----------------------
    |  +  （x1,y1）    + | （x2,y2）
    |                    |
    |  +   (x3,y3)     + | （x4,y4）
    ----------------------

触摸屏校准
：

上图理解为触摸屏，应为实际应用中触摸屏边角出电压相对不稳定，所以放弃一部分，四个点分别为（20,20）（20,300）（220,20）（220,300），对应的AD值分别设为（x1,y1）（x2,y2）（x3,y3）（x4,y4）.
      首先：在LCD上绘制四个对应的“+”用来取较准点；
其次：点四个“+”，得到各点的AD值，由于其中的电阻是线性的,可以根据x轴上两点的x的AD值如x1,x3以及对应LCD坐标值求出x轴上x的AD值与LCD坐标值对应的关系，是一条直线的方程，再根据此方程由AD值求LCD坐标值即可；y轴上也是一样的道理。
      最后：计算  (注：触摸屏电压最小点，为LCD显示坐标最大点，(X,Y)为触摸电压)

zuobiaox=20+(s32)(X-x1)*200/(x3-x1);

zuobiaoy=20+(s32)(Y-y1)*280/(y2-y1);

-------------------------

→_→在校准函数中，不断扫描TP_Scan()函数，如果这时候你触摸了一下屏幕，PEN所对应STM32的引脚将会从高电平跳变为低电平，详情看上文第二讲的注意→_→。即Ttp_dev.sta=1100,0000（根据上图第一个方框得出）。不满足校准函数中的if((tp_dev.sta&0xc0)==TP_CATH_PRES)，故不会进行下面的画点。如果之前并没有按下触摸屏，这时同样是不满足上面if的。如果之前按下后松下了，这时Ttp_dev.sta=0111,1111，这时满足校准函数中的if((tp_dev.sta&0xc0)==TP_CATH_PRES)，然后在校准函数中标记下触摸已经被处理了（清除tp_dev.sta），清除第一个点，画第二个点，清除第二个点，画第三个点，清除第三个点，画第四个点，清除第四个点。也就是，触摸屏幕有两个状态：按下和松开。当按下时，程序执行的是将按下的AD值坐标存到两个数组中即上图中的TP_Read_XY2(&tp_dev.x[0],&tp_dev.y[0])；当松开时，清除原来的点，并画一个新点。这样触摸4次。

在校准函数中，由于之前重复触摸了4下屏幕，触摸的4个点的AD值被存入到了pos_temp[4][2]数组中，然后算出（x1，y1），
（x2，y2）之间的距离d1和（x3，y3），（x4，y4）之间的距离d2，把这两个水平距离相除得到一个比值fac1；再计算出（x1，y1），（x3，y3）之间的距离d3和（x2，y2），（x4，y4）之间的距离d4，把这两竖直方向的距离相除，得到一个比值fac2.如果0.95

xfac、yfac：每个AD点对应的像素点数目。(液晶理论宽度-40)/(x2-x1) 即液晶理论宽度点阵值/AD测量值

xoff、yoff：测量误差值。[液晶理论宽度点阵值 - 每AD值对应多少点阵*(AD测量值)]/2 = 测量误差值(理论值为 20 点阵，实际是有误差的)
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