多点电容触摸屏实验

随着智能手机的发展，电容触摸屏也得到了飞速的发展。相比电阻触摸屏，电容触摸屏有很多的优势，比如支持多点触控、不需要按压，只需要轻轻触摸就有反应。ALIENTEK 的三款RGB LCD 屏幕都支持多点电容触摸，本章就以ATK7016 这款RGB LCD 屏幕为例讲解一下如何驱动电容触摸屏，并获取对应的触摸坐标值。

多点电容触摸简介

触摸屏很早就有了，一开始是电阻触摸屏，电阻触摸屏只能单点触摸，在以前的学习机、功能机时代被广泛使用。2007 年1 月9 日苹果发布了划时代的第一代Iphone，也就是Iphone2G，Iphone 2G 上使用了多点电容触摸屏，而当时的手机基本都是使用的电阻触摸屏。电容触摸屏优秀的触摸品质和手感瞬间征服了消费者，带来了手机触摸屏的大变革，后面新出的手机也都采用了多点电容触摸屏。和电阻触摸屏相比，电容触摸屏最大的优点是支持多点触摸(后面的电阻屏也支持多点触摸，但是为时已晚)，电容屏只需要手指轻触即可，而电阻屏是需要手指给予一定的压力才有反应，而且电容屏不需要校准。如今多点电容触摸屏已经得到了广泛的应用，手机、平板、电脑、广告机等等，如果要做人机交互设备的开发，多点电容触摸屏基本是不可能绕过去的。所以本章我们就来学习一下如何使用多点触摸屏，如何获取到多点触摸值。关于电容屏的物理原理我们就不去研究了，毕竟我们不是开发电容屏的，而是电容屏的使用者，我们只需要关注如何使用电容屏，如何得到其多点触摸坐标值即可。ALIENTEK 的三款RGB LCD 屏幕都是支持5 点电容触摸屏的，本章我们同样以ATK-7016 这款屏幕为例来讲解如何使用多点电容触摸屏。

ATK-7016 这款屏幕其实是由TFT LCD+触摸屏组合起来的。底下是LCD 面板，上面是触摸面板，将两个封装到一起就成了带有触摸屏的LCD 屏幕。电容触摸屏也是需要一个驱动IC的，驱动IC 一般会提供一个I2C 接口给主控制器，主控制器可以通过I2C 接口来读取驱动IC里面的触摸坐标数据。ATK-7016、ATK-7084 这两款屏幕使用的触摸控制IC 是FT5426，ATK-4342 使用的驱动IC 是GT9147。这三个电容屏触摸IC 都是I2C 接口的，使用方法基本一样。

FT5426 这款驱动IC 采用15*28 的驱动结构，也就是15 个感应通道，28 个驱动通道，最多支持5 点电容触摸。ATK-7016 的电容触摸屏部分有4 个IO 用于连接主控制器：SCL、SDA、RST 和INT，SCL 和SDA 是I2C 引脚，RST 是复位引脚，INT 是中断引脚。一般通过INT 引脚来通知主控制器有触摸点按下，然后在INT 中断服务函数中读取触摸数据。也可以不使用中断功能，采用轮询的方式不断查询是否有触摸点按下，本章实验我们使用中断方式来获取触摸数据。

和所有的I2C 器件一样，FT5426 也是通过读写寄存器来完成初始化和触摸坐标数据读取的，I.MX6U 的I2C 我们已经在第二十六章做了详细的讲解，所以本章的主要工作就是读写FT5426 的寄存器。FT5426 的I2C 设备地址为0X38，FT5426 的寄存器有很多，本章我们只用到了其中的一部分，如表28.1.1.1 所示：


表28.1.1.1 中就是本章实验我们会使用到的寄存器。关于触摸屏和FT5426 的知识就讲解到这里。

硬件原理分析

本试验用到的资源如下：
①、指示灯LED0。
②、RGB LCD 屏幕。
③、触摸屏
④、串口
触摸屏是和RGB LCD 屏幕做在一起的，所以触摸屏也在RGB LCD 接口上，都是连接在I.MX6U-ALPHA 开发板底板上，原理图如图28.2.1 所示：

从图28.2.1可以看出，触摸屏连接着I.MX6U 的I2C2，INT引脚连接着I.MX6U的GPIO1_IO9，RST 引脚连接着I.MX6U 的SNVS_TAMPER9。在本章实验中使用中断方式读取触摸点个数和触摸点坐标数据，并且将其显示在LCD 上。

实验程序编写

本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 1、裸机例程-> 19_touchscreen。

本章实验在上一章例程的基础上完成，更改工程名字为“touchscreen”，然后在bsp 文件夹下创建名为“touchscreen”的文件。在bsp/ touchscreen 中新建bsp_ft5xx6.c 和bsp_ft5xx6.h 这两个文件，在bsp_ft5xx6.h 中输入如下内容：

1 #ifndef _FT5XX6_H
2 #define _FT5XX6_H
3 /***************************************************************
4 Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
5 文件名: bsp_ft5xx6.h
6 作者: 左忠凯

文件bsp_ft5xx6.h 文件中先是定义了FT5426 的设备地址、寄存器地址和一些触摸点状态宏，然后在第37 行定义了一个结构体ft5426_dev_struc，此结构体用来保存触摸信息，最后就是一些函数声明。接下来在bsp_ft5xx6.c 中输入如下所示内容：

/***************************************************************
Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
文件名: bsp_ft5xx6.c
作者: 左忠凯
版本: V1.0
描述: 触摸屏驱动文件,触摸芯片为FT5xx6,
包括FT5426和FT5406。
其他: 无
论坛: www.openedv.com
日志: 初版V1.0 2019/1/21 左忠凯创建
***************************************************************/
1 #include "bsp_ft5xx6.h"
2 #include "bsp_i2c.h"
3 #include "bsp_int.h"
4 #include "bsp_delay.h"
5 #include "stdio.h"
6
7 struct ft5426_dev_struc ft5426_dev;
8
9 /*
10 * @description : 初始化触摸屏，其实就是初始化FT5426
11 * @param : 无
12 * @return : 无
13 */
14 void ft5426_init(void)
15 {
16 unsigned char reg_value[2];

文件bsp_ft5xx6.c 中有7 个函数，我们依次来看一下这7 个函数。第1 个是函数ft5426_init，此函数是ft5426 的初始化函数，此函数先初始化FT5426 所使用的I2C2 接口引脚、复位引脚和中断引脚。接下来使能了FT5426 所使用的中断，并且注册了中断处理函数，最后初始化了I2C2和FT5426。第2 个函数是gpio1_io9_irqhandler，这个是FT5426 的中断引脚中断处理函数，在
此函数中会读取FT5426 内部的触摸数据。第3 和第4 个函数分别为ft5426_write_byte 和ft5426_read_byte，函数ft5426_write_byte 用于向FT5426 的寄存器写入指定的值，函数ft5426_read_byte 用于读取FT5426 指定寄存器的值。第5 个函数是ft5426_read_len，此函数也是从FT5426 的指定寄存器读取数据，但是此函数是读取数个连续的寄存器。第6 个函数是
ft5426_read_tpnum，此函数用于获取FT5426 当前有几个触摸点有效，也就是触摸点个数。最后一个函数是ft5426_read_tpcoord，此函数就是读取FT5426 各个触摸点坐标值的。

最后在main.c 中输入如下内容：

/**************************************************************
Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved.
文件名: main.c
作者: 左忠凯
版本: V1.0
描述: I.MX6U开发板裸机实验20 触摸屏实验
其他: I.MX6U-ALPHAL推荐使用正点原子-7寸LCD，此款LCD支持5点电容触摸，
本节我们就来学习如何驱动LCD上的5点电容触摸屏。
论坛: www.openedv.com
日志: 初版V1.0 2019/1/21 左忠凯创建
**************************************************************/
1 #include "bsp_clk.h"

文件main.c 第53 行调用函数ft5426_init 初始化触摸屏，也就是FT5426 这个触摸驱动IC。最后在main 函数的while 循环中不断的显示获取到的触摸点数以及对应的触摸坐标值。因为本章实验我们采用中断方式读取FT5426 的触摸数据，因此main 函数中并没有读取FT5426 的操作，只是显示触摸值。本章实验程序编写就到这里，接下来就是编译、下载和验证。

编译下载验证

编写Makefile 和链接脚本

修改Makefile 中的TARGET 为touchscreen，然后在INCDIRS 和SRCDIRS 中加入“bsp/touchscreen”，修改后的Makefile 如下：

1 CROSS_COMPILE ?= arm-linux-gnueabihf-
2 TARGET ?= touchscreen
3
4 /* 省略掉其它代码...... */
5
6 INCDIRS := imx6ul \
7 stdio/include \
8 bsp/clk \
9 bsp/led \
10 bsp/delay \
11 bsp/beep \
12 bsp/gpio \
13 bsp/key \
14 bsp/exit \
15 bsp/int \
16 bsp/epittimer \
17 bsp/keyfilter \
18 bsp/uart \
19 bsp/lcd \
20 bsp/rtc \

第2 行修改变量TARGET 为“touchscreen”，也就是目标名称为“touchscreen”。
第25 行在变量INCDIRS 中添加触摸屏的驱动头文件(.h)路径。
第46 行在变量SRCDIRS 中添加触摸屏的驱动文件(.c)路径。
链接脚本保持不变。

编译下载

使用Make 命令编译代码，编译成功以后使用软件imxdownload 将编译完成的touchscreen.bin 文件下载到SD 卡中，命令如下：

chmod 777 imxdownload //给予imxdownload 可执行权限，一次即可
./imxdownload touchscreen.bin /dev/sdd //烧写到SD 卡中，不能烧写到/dev/sda 或sda1 设//备里面！

烧写成功以后将SD 卡插到开发板的SD 卡槽中，然后复位开发板。默认情况下LCD 界面如图28.4.2.1 所示：

当我们用手指触摸屏幕的时候就会在LCD 上显示出当前的触摸点和对应的触摸值，如图28.4.2.2 所示：

图28.4.2.2 中有5 个触摸点，每个触摸点的坐标全部显示到了LCD 屏幕上。如果移动手指的话LCD 上的触摸点坐标数据就会相应的变化。