嵌入式单片机高级篇（二）Stm32F103电阻触摸屏
Stm32F103电阻触摸屏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
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Stm32F103电阻触摸屏
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); //清除点4
TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED); //画点1
TP_Adj_Info_Show(pos_temp[0][0],pos_temp[0][1],pos_temp[1][0],pos_temp[1][1],pos_temp[2][0],pos_temp[2][1],pos_temp[3][0],pos_temp[3][1],fac*100);//显示数据
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;
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,WHITE); //清除点4
TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED); //画点1
TP_Adj_Info_Show(pos_temp[0][0],pos_temp[0][1],pos_temp[1][0],pos_temp[1][1],pos_temp[2][0],pos_temp[2][1],pos_temp[3][0],pos_temp[3][1],fac*100);//显示数据
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;
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,WHITE); //清除点4
TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED); //画点1
TP_Adj_Info_Show(pos_temp[0][0],pos_temp[0][1],pos_temp[1][0],pos_temp[1][1],pos_temp[2][0],pos_temp[2][1],pos_temp[3][0],pos_temp[3][1],fac*100);//显示数据
continue;
}//正确了
//计算结果
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
if(abs(tp_dev.xfac)>2||abs(tp_dev.yfac)>2)//触屏和预设的相反了.
{
cnt=0;
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,WHITE); //清除点4
TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED); //画点1
LCD_ShowString(40,26,lcddev.width,lcddev.height,16,"TP Need readjust!");
tp_dev.touchtype=!tp_dev.touchtype;//修改触屏类型.
if(tp_dev.touchtype)//X,Y方向与屏幕相反
{
CMD_RDX=0X90;
CMD_RDY=0XD0;
}else //X,Y方向与屏幕相同
{
CMD_RDX=0XD0;
CMD_RDY=0X90;
}
continue;
}
POINT_COLOR=BLUE;
LCD_Clear(WHITE);//清屏
LCD_ShowString(35,110,lcddev.width,lcddev.height,16,"Touch Screen Adjust OK!");//校正完成
delay_ms(1000);
TP_Save_Adjdata();
LCD_Clear(WHITE);//清屏
return;//校正完成
}
}
delay_ms(10);
outtime++;
if(outtime>1000)
{
TP_Get_Adjdata();
break;
}
}
}
5、程序源码（正点原子）：
（1）touch.h
#ifndef __TOUCH_H__
#define __TOUCH_H__
#include "sys.h"
#include "ott2001a.h"
#include "gt9147.h"
#include "ft5206.h"
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//本程序只供学习使用，未经作者许可，不得用于其它任何用途
//ALIENTEK STM32开发板
//触摸屏驱动(支持ADS7843/7846/UH7843/7846/XPT2046/TSC2046/OTT2001A/GT9147/FT5206等)代码
//正点原子@ALIENTEK
//技术论坛:www.openedv.com
//创建日期:2015/1/15
//版本：V1.0
//版权所有，盗版必究。
//Copyright(C) 广州市星翼电子科技有限公司 2009-2019
//All rights reserved
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
#define TP_PRES_DOWN 0x80 //触屏被按下
#define TP_CATH_PRES 0x40 //有按键按下了
#define CT_MAX_TOUCH 5 //电容屏支持的点数,固定为5点
//触摸屏控制器
typedef struct
{
u8 (*init)(void); //初始化触摸屏控制器
u8 (*scan)(u8); //扫描触摸屏.0,屏幕扫描;1,物理坐标;
void (*adjust)(void); //触摸屏校准
u16 x[CT_MAX_TOUCH]; //当前坐标
u16 y[CT_MAX_TOUCH]; //电容屏有最多5组坐标,电阻屏则用x[0],y[0]代表:此次扫描时,触屏的坐标,用
//x[4],y[4]存储第一次按下时的坐标.
u8 sta; //笔的状态
//b7:按下1/松开0;
//b6:0,没有按键按下;1,有按键按下.
//b5:保留
//b4~b0:电容触摸屏按下的点数(0,表示未按下,1表示按下)
/////////////////////触摸屏校准参数(电容屏不需要校准)//////////////////////
float xfac;
float yfac;
short xoff;
short yoff;
//新增的参数,当触摸屏的左右上下完全颠倒时需要用到.
//b0:0,竖屏(适合左右为X坐标,上下为Y坐标的TP)
// 1,横屏(适合左右为Y坐标,上下为X坐标的TP)
//b1~6:保留.
//b7:0,电阻屏
// 1,电容屏
u8 touchtype;
}_m_tp_dev;
extern _m_tp_dev tp_dev; //触屏控制器在touch.c里面定义
//电阻/电容屏芯片连接引脚
#define PEN PFin(10) //PF10 INT
#define DOUT PBin(2) //PB2 MISO
#define TDIN PFout(9) //PF9 MOSI
#define TCLK PBout(1) //PB1 SCLK
#define TCS PFout(11) //PF11 CS
//电阻屏函数
void TP_Write_Byte(u8 num); //向控制芯片写入一个数据
u16 TP_Read_AD(u8 CMD); //读取AD转换值
u16 TP_Read_XOY(u8 xy); //带滤波的坐标读取(X/Y)
u8 TP_Read_XY(u16 *x,u16 *y); //双方向读取(X+Y)
u8 TP_Read_XY2(u16 *x,u16 *y); //带加强滤波的双方向坐标读取
void TP_Drow_Touch_Point(u16 x,u16 y,u16 color);//画一个坐标校准点
void TP_Draw_Big_Point(u16 x,u16 y,u16 color); //画一个大点
void TP_Save_Adjdata(void); //保存校准参数
u8 TP_Get_Adjdata(void); //读取校准参数
void TP_Adjust(void); //触摸屏校准
void TP_Adj_Info_Show(u16 x0,u16 y0,u16 x1,u16 y1,u16 x2,u16 y2,u16 x3,u16 y3,u16 fac);//显示校准信息
//电阻屏/电容屏 共用函数
u8 TP_Scan(u8 tp); //扫描
u8 TP_Init(void); //初始化
#endif
（2）touch.c
#include "touch.h"
#include "lcd.h"
#include "delay.h"
#include "stdlib.h"
#include "math.h"
#include "24cxx.h"
_m_tp_dev tp_dev=
{
TP_Init,
TP_Scan,
TP_Adjust,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
0,
};
//默认为touchtype=0的数据.
u8 CMD_RDX=0XD0;
u8 CMD_RDY=0X90;
//SPI写数据
//向触摸屏IC写入1byte数据
//num:要写入的数据
void TP_Write_Byte(u8 num)
{
u8 count=0;
for(count=0;count<8;count++)
{
if(num&0x80)TDIN=1;
else TDIN=0;
num<<=1;
TCLK=0;
delay_us(1);
TCLK=1; //上升沿有效
}
}
//SPI读数据
//从触摸屏IC读取adc值
//CMD:指令
//返回值:读到的数据
u16 TP_Read_AD(u8 CMD)
{
u8 count=0;
u16 Num=0;
TCLK=0; //先拉低时钟
TDIN=0; //拉低数据线
TCS=0; //选中触摸屏IC
TP_Write_Byte(CMD);//发送命令字
delay_us(6);//ADS7846的转换时间最长为6us
TCLK=0;
delay_us(1);
TCLK=1; //给1个时钟，清除BUSY
delay_us(1);
TCLK=0;
for(count=0;count<16;count++)//读出16位数据,只有高12位有效
{
Num<<=1;
TCLK=0; //下降沿有效
delay_us(1);
TCLK=1;
if(DOUT)Num++;
}
Num>>=4; //只有高12位有效.
TCS=1; //释放片选
return(Num);
}
//读取一个坐标值(x或者y)
//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
//xy:指令（CMD_RDX/CMD_RDY）
//返回值:读到的数据
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;
}
//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;
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//与LCD部分有关的函数
//画一个触摸点
//用来校准用的
//x,y:坐标
//color:颜色
void TP_Drow_Touch_Point(u16 x,u16 y,u16 color)
{
POINT_COLOR=color;
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);
LCD_Draw_Circle(x,y,6);//画中心圈
}
//画一个大点(2*2的点)
//x,y:坐标
//color:颜色
void TP_Draw_Big_Point(u16 x,u16 y,u16 color)
{
POINT_COLOR=color;
LCD_DrawPoint(x,y);//中心点
LCD_DrawPoint(x+1,y);
LCD_DrawPoint(x,y+1);
LCD_DrawPoint(x+1,y+1);
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//触摸按键扫描
//tp:0,屏幕坐标;1,物理坐标(校准等特殊场合用)
//返回值:当前触屏状态.
//0,触屏无触摸;1,触屏有触摸
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
}
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//保存在EEPROM里面的地址区间基址,占用14个字节(RANGE:SAVE_ADDR_BASE~SAVE_ADDR_BASE+13)
#define SAVE_ADDR_BASE 40
//保存校准参数
void TP_Save_Adjdata(void)
{
AT24CXX_Write(SAVE_ADDR_BASE,(u8*)&tp_dev.xfac,14); //强制保存&tp_dev.xfac地址开始的14个字节数据，即保存到tp_dev.touchtype
AT24CXX_WriteOneByte(SAVE_ADDR_BASE+14,0X0A); //在最后，写0X0A标记校准过了
}
//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 TP_Get_Adjdata(void)
{
u8 temp;
temp=AT24CXX_ReadOneByte(SAVE_ADDR_BASE+14);//读取标记字,看是否校准过！
if(temp==0X0A)//触摸屏已经校准过了
{
AT24CXX_Read(SAVE_ADDR_BASE,(u8*)&tp_dev.xfac,14);//读取之前保存的校准数据
if(tp_dev.touchtype)//X,Y方向与屏幕相反
{
CMD_RDX=0X90;
CMD_RDY=0XD0;
}else //X,Y方向与屏幕相同
{
CMD_RDX=0XD0;
CMD_RDY=0X90;
}
return 1;
}
return 0;
}
//提示字符串
u8* const TP_REMIND_MSG_TBL="Please use the stylus click the cross on the screen.The cross will always move until the screen adjustment is completed.";
//提示校准结果(各个参数)
void TP_Adj_Info_Show(u16 x0,u16 y0,u16 x1,u16 y1,u16 x2,u16 y2,u16 x3,u16 y3,u16 fac)
{
POINT_COLOR=RED;
LCD_ShowString(40,160,lcddev.width,lcddev.height,16,"x1:");
LCD_ShowString(40+80,160,lcddev.width,lcddev.height,16,"y1:");
LCD_ShowString(40,180,lcddev.width,lcddev.height,16,"x2:");
LCD_ShowString(40+80,180,lcddev.width,lcddev.height,16,"y2:");
LCD_ShowString(40,200,lcddev.width,lcddev.height,16,"x3:");
LCD_ShowString(40+80,200,lcddev.width,lcddev.height,16,"y3:");
LCD_ShowString(40,220,lcddev.width,lcddev.height,16,"x4:");
LCD_ShowString(40+80,220,lcddev.width,lcddev.height,16,"y4:");
LCD_ShowString(40,240,lcddev.width,lcddev.height,16,"fac is:");
LCD_ShowNum(40+24,160,x0,4,16); //显示数值
LCD_ShowNum(40+24+80,160,y0,4,16); //显示数值
LCD_ShowNum(40+24,180,x1,4,16); //显示数值
LCD_ShowNum(40+24+80,180,y1,4,16); //显示数值
LCD_ShowNum(40+24,200,x2,4,16); //显示数值
LCD_ShowNum(40+24+80,200,y2,4,16); //显示数值
LCD_ShowNum(40+24,220,x3,4,16); //显示数值
LCD_ShowNum(40+24+80,220,y3,4,16); //显示数值
LCD_ShowNum(40+56,240,fac,3,16); //显示数值,该数值必须在95~105范围之内.
}
//触摸屏校准代码
//得到四个校准参数
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); //清除点4
TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED); //画点1
TP_Adj_Info_Show(pos_temp[0][0],pos_temp[0][1],pos_temp[1][0],pos_temp[1][1],pos_temp[2][0],pos_temp[2][1],pos_temp[3][0],pos_temp[3][1],fac*100);//显示数据
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;
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,WHITE); //清除点4
TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED); //画点1
TP_Adj_Info_Show(pos_temp[0][0],pos_temp[0][1],pos_temp[1][0],pos_temp[1][1],pos_temp[2][0],pos_temp[2][1],pos_temp[3][0],pos_temp[3][1],fac*100);//显示数据
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;
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,WHITE); //清除点4
TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED); //画点1
TP_Adj_Info_Show(pos_temp[0][0],pos_temp[0][1],pos_temp[1][0],pos_temp[1][1],pos_temp[2][0],pos_temp[2][1],pos_temp[3][0],pos_temp[3][1],fac*100);//显示数据
continue;
}//正确了
//计算结果
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
if(abs(tp_dev.xfac)>2||abs(tp_dev.yfac)>2)//触屏和预设的相反了.
{
cnt=0;
TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,WHITE); //清除点4
TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED); //画点1
LCD_ShowString(40,26,lcddev.width,lcddev.height,16,"TP Need readjust!");
tp_dev.touchtype=!tp_dev.touchtype;//修改触屏类型.
if(tp_dev.touchtype)//X,Y方向与屏幕相反
{
CMD_RDX=0X90;
CMD_RDY=0XD0;
}else //X,Y方向与屏幕相同
{
CMD_RDX=0XD0;
CMD_RDY=0X90;
}
continue;
}
POINT_COLOR=BLUE;
LCD_Clear(WHITE);//清屏
LCD_ShowString(35,110,lcddev.width,lcddev.height,16,"Touch Screen Adjust OK!");//校正完成
delay_ms(1000);
TP_Save_Adjdata();
LCD_Clear(WHITE);//清屏
return;//校正完成
}
}
delay_ms(10);
outtime++;
if(outtime>1000)
{
TP_Get_Adjdata();
break;
}
}
}
//触摸屏初始化
//返回值:0,没有进行校准
// 1,进行过校准
u8 TP_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
//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_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB|RCC_APB2Periph_GPIOF, ENABLE); //使能PB,PF端口时钟
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_1; // PB1端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//B1推挽输出
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_1);//上拉
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_2; // PB2端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//B2上拉输入
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_2);//上拉
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_9; // F9，PF11端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//PF9,PF11推挽输出
GPIO_SetBits(GPIOF, GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_9);//上拉
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10; // PF10端口配置
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU; //上拉输入
GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStructure);//PF10上拉输入
GPIO_SetBits(GPIOF,GPIO_Pin_10);//上拉
TP_Read_XY(&tp_dev.x[0],&tp_dev.y[0]);//第一次读取初始化
AT24CXX_Init(); //初始化24CXX
if(TP_Get_Adjdata())return 0;//已经校准
else //未校准?
{
LCD_Clear(WHITE); //清屏
TP_Adjust(); //屏幕校准
}
TP_Get_Adjdata();
return 1;
}
（3）main.c
#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"
#include "24cxx.h"
#include "w25qxx.h"
#include "touch.h"
//清空屏幕并在右上角显示"RST"
void Load_Drow_Dialog(void)
{
LCD_Clear(WHITE); //清屏
POINT_COLOR=BLUE; //设置字体为蓝色
LCD_ShowString(lcddev.width-24,0,200,16,16,"RST");//显示清屏区域
POINT_COLOR=RED; //设置画笔蓝色
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//电容触摸屏专有部分
//画水平线
//x0,y0:坐标
//len:线长度
//color:颜色
void gui_draw_hline(u16 x0,u16 y0,u16 len,u16 color)
{
if(len==0)return;
LCD_Fill(x0,y0,x0+len-1,y0,color);
}
//画实心圆
//x0,y0:坐标
//r:半径
//color:颜色
void gui_fill_circle(u16 x0,u16 y0,u16 r,u16 color)
{
u32 i;
u32 imax = ((u32)r*707)/1000+1;
u32 sqmax = (u32)r*(u32)r+(u32)r/2;
u32 x=r;
gui_draw_hline(x0-r,y0,2*r,color);
for (i=1;i<=imax;i++)
{
if ((i*i+x*x)>sqmax)// draw lines from outside
{
if (x>imax)
{
gui_draw_hline (x0-i+1,y0+x,2*(i-1),color);
gui_draw_hline (x0-i+1,y0-x,2*(i-1),color);
}
x--;
}
// draw lines from inside (center)
gui_draw_hline(x0-x,y0+i,2*x,color);
gui_draw_hline(x0-x,y0-i,2*x,color);
}
}
//两个数之差的绝对值
//x1,x2：需取差值的两个数
//返回值：|x1-x2|
u16 my_abs(u16 x1,u16 x2)
{
if(x1>x2)return x1-x2;
else return x2-x1;
}
//画一条粗线
//(x1,y1),(x2,y2):线条的起始坐标
//size：线条的粗细程度
//color：线条的颜色
void lcd_draw_bline(u16 x1, u16 y1, u16 x2, u16 y2,u8 size,u16 color)
{
u16 t;
int xerr=0,yerr=0,delta_x,delta_y,distance;
int incx,incy,uRow,uCol;
if(x1<size|| x2<size||y1<size|| y2<size)return;
delta_x=x2-x1; //计算坐标增量
delta_y=y2-y1;
uRow=x1;
uCol=y1;
if(delta_x>0)incx=1; //设置单步方向
else if(delta_x==0)incx=0;//垂直线
else {incx=-1;delta_x=-delta_x;}
if(delta_y>0)incy=1;
else if(delta_y==0)incy=0;//水平线
else{incy=-1;delta_y=-delta_y;}
if( delta_x>delta_y)distance=delta_x; //选取基本增量坐标轴
else distance=delta_y;
for(t=0;t<=distance+1;t++ )//画线输出
{
gui_fill_circle(uRow,uCol,size,color);//画点
xerr+=delta_x ;
yerr+=delta_y ;
if(xerr>distance)
{
xerr-=distance;
uRow+=incx;
}
if(yerr>distance)
{
yerr-=distance;
uCol+=incy;
}
}
}
////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
//5个触控点的颜色
const u16 POINT_COLOR_TBL[CT_MAX_TOUCH]={RED,GREEN,BLUE,BROWN,GRED};
//电阻触摸屏测试函数
void rtp_test(void)
{
u8 key;
u8 i=0;
while(1)
{
key=KEY_Scan(0);
tp_dev.scan(0);
if(tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN) //触摸屏被按下
{
if(tp_dev.x[0]<lcddev.width&&tp_dev.y[0]<lcddev.height)
{
if(tp_dev.x[0]>(lcddev.width-24)&&tp_dev.y[0]<16)Load_Drow_Dialog();//清除
else TP_Draw_Big_Point(tp_dev.x[0],tp_dev.y[0],RED); //画图
}
}else delay_ms(10); //没有按键按下的时候
if(key==KEY0_PRES) //KEY0按下,则执行校准程序
{
LCD_Clear(WHITE);//清屏
TP_Adjust(); //屏幕校准
Load_Drow_Dialog();
}
i++;
if(i%20==0)LED0=!LED0;
}
}
//电容触摸屏测试函数
void ctp_test(void)
{
u8 t=0;
u8 i=0;
u16 lastpos[5][2]; //记录最后一次的数据
while(1)
{
tp_dev.scan(0);
for(t=0;t<CT_MAX_TOUCH;t++)
{
if((tp_dev.sta)&(1<<t))
{
if(tp_dev.x[t]<lcddev.width&&tp_dev.y[t]<lcddev.height)
{
if(lastpos[t][0]==0XFFFF)
{
lastpos[t][0] = tp_dev.x[t];
lastpos[t][1] = tp_dev.y[t];
}
lcd_draw_bline(lastpos[t][0],lastpos[t][1],tp_dev.x[t],tp_dev.y[t],2,POINT_COLOR_TBL[t]);//画线
lastpos[t][0]=tp_dev.x[t];
lastpos[t][1]=tp_dev.y[t];
if(tp_dev.x[t]>(lcddev.width-24)&&tp_dev.y[t]<16)
{
Load_Drow_Dialog();//清除
}
}
}else lastpos[t][0]=0XFFFF;
}
delay_ms(5);i++;
if(i%20==0)LED0=!LED0;
}
}
int main(void)
{
delay_init(); //延时函数初始化
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
uart_init(115200); //串口初始化为115200
LED_Init(); //LED端口初始化
LCD_Init();
KEY_Init();
tp_dev.init();
POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色
LCD_ShowString(60,50,200,16,16,"ELITE STM32");
LCD_ShowString(60,70,200,16,16,"TOUCH TEST");
LCD_ShowString(60,90,200,16,16,"ATOM@ALIENTEK");
LCD_ShowString(60,110,200,16,16,"2015/1/11");
LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"Press KEY0 to Adjust");
if(tp_dev.touchtype!=0XFF)LCD_ShowString(60,130,200,16,16,"Press KEY0 to Adjust");//电阻屏才显示
delay_ms(1500);
Load_Drow_Dialog();
if(tp_dev.touchtype&0X80)ctp_test(); //电容屏测试
else rtp_test(); //电阻屏测试
}
6、原理总结：
触摸屏被按下时，两层导电层导电，通过adc、spi可以读取触摸屏的x、y坐标（0-4095），x、y的坐标与LCD屏的坐标可以通过公式X=ax+b计算得出；系数a、b可以通过在LCD屏上设置已知的四个点计算得出，同时这四个点也可以校准触摸屏。
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