触控屏的控制电路制作小记
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触控屏已经不是什么新鲜的东西，现在的电子产品基本上都带有一个大大的彩色液晶，加上一个轻触式的触控屏。使用起来非常方便，可以完全取代以往那种固定式的按键。
下面就介绍一种触控屏的驱动电路，我也是一个小时前才把这个小板子做出来，测试成功后马上发表这篇日志，新鲜热辣的哦!
首先，介绍以下触控屏幕的构造，它是由一块触控屏幕和一块液晶显示屏幕粘合在一起的。液晶显示屏幕按色彩、材料、成像原理等多种方式分类，种类繁多，这里对液晶屏幕不做详细介绍，本文图片中所使用的是16Bit半透明反射式TFT液晶点阵显示屏。而触摸屏幕主要分为两大类，分别是电容式和电阻式。
电容式触控屏利用人体的电流感应进行工作，优点是使用寿命长，触摸时不需用力，面板坚硬耐磨;缺点是触摸精度低，必须使用特定的介质触控(如人体皮肤)，受温度湿度影响很大，外界有较强磁场电场时，触控屏会失灵，简单来说就是抗干扰性较差。
电阻式触控屏是利用按压时纵轴和横轴的电阻值来定位的，优点是抗干扰性好，触摸精度高，可以用任何物体来触摸，缺点是表面是塑料薄膜，易磨损，触摸是需要稍加一点力度按压。本文中使用的就是电阻式触控屏。
接下来介绍一些几个触控屏控制IC：ADS7846、ADS7843和TSC2046，它们是最常见的四线触摸屏控制芯片，均为BURR-BROWN(已经被TI收购，找封装库的时候去TI那里找)公司的产品，三者引脚相互兼容，但片内的功能是有区别的，例如7846内集成温度传感、可检测触摸压力等功能，具体请参考DataSheet。TSC2046是新出的控制芯片，由于其国产片价钱便宜(零售约1元/片)，广泛应用于国产的具有触摸屏幕的MP3、手机等电子产品。
我这次制作采用的是ADS7846。
ADS7846引脚图：
引脚功能介绍：
DCLK：时钟输入端口
CS：片选信号
DIN：串行数据输入端，CS为低时数据在DCLK上升沿锁存
BUSY：忙时信号输出，CS为高时其为高阻态
DOUT：串行数据输出端，CS为高时其为高阻态
PENIRQ：笔中断(当屏幕被触压时，产生中断信号)
Vref：参考电压(一般直接接VCC)
Vbat：电源检测输入端(一般不使用)
AUX：备选输入端(一般不使用)
X+、Y+、X-、Y- ：四线触控屏位置输入端
程序思路是参考一位网友的，我把它移植过来了。
工作原理：每次按下触摸屏，ADS7846的PEN脚会拉低，触发STM32中断，然后在中断服务程序里面处理要执行功能。画图的原理是通过在中断里对X、Y坐标连续采样十次，若不够十次，不做任何操作。得到十次数据后，进行排序，最后取中间三次的数据计算均值，便得到需要的X、Y坐标。得到触屏的点以后，接着就是在屏幕上对应的这个点上画点。
下面是电路的原理图：
用感光法做的板子(未裁剪)：
裁剪出中间那部分后和一元硬币小一点，右侧为硫酸纸打印出来的负片。
写了一个可选画笔和背景颜色的画板：
最后贴上STM32的触摸屏驱动程序(已添加画板功能)，用C语言写的，很容易移植，有兴趣的同学可以将它移到51或其他单片机上面跑一下。完整代码从这里下载http://dl.21ic.com/download/chumo1-rar-ic-106798.html
#include"hx8347.h" //自己编写的液晶屏头文件，此头文件只定义了一些基本变量，
不涉及驱动相关函数
//定义引脚高低电平
#define ADS_DCLK_H() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6)//ADS7846时钟信号
#define ADS_DCLK_L() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6)
#define ADS_CS_H() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7)//ADS7846片选信号
#define ADS_CS_L() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7)
#define ADS_DIN_H() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8)
#define ADS_DIN_L() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_8)
#define ADS_DOUT GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_9)
#define ADS_PEN GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_10)////ADS7846响应信号
//初始化I/O口
void ADS_GPIO_Config()
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7|GPIO_Pin_8;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9|GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
void ADS_Spi_Start()//初始信号
{
ADS_CS_H();
ADS_DCLK_H();
ADS_DIN_H();
}
void ADS_Write_Byte(u8 num)
{
u8 count=0;
ADS_DCLK_L();
for(count=0;count<8;count++)
{
if(num&0x80)
ADS_DIN_H();
else
ADS_DIN_L();
num<<=1;
ADS_DCLK_L();
ADS_DCLK_H(); //上升沿有效
}
}
u16 ADS_Readdata()
{
u16 num;
u8 count;
for(count=0;count<12;count++)
{
num<<=1;
ADS_DCLK_H();
ADS_DCLK_L();
if(ADS_DOUT)
num++;
}
return num;
}
#define CMD_RDX 0X90 //0B10010000即用差分方式读X坐标
#define CMD_RDY 0XD0 //0B11010000即用差分方式读Y坐标
u16 X=0,Y=0;//当前触控坐标
u8 Readonce()
{
ADS_Spi_Start();
ADS_CS_L();
ADS_Write_Byte(CMD_RDX);
ADS_DCLK_H();
delay_us(3);
ADS_DCLK_L();
delay_us(3);
Y=ADS_Readdata();
ADS_Write_Byte(CMD_RDY);
ADS_DCLK_H();
delay_us(1);
ADS_DCLK_L();
delay_us(1);
X=ADS_Readdata();
ADS_CS_H();
if(X>100&&Y>100&&X<3800&&Y<3800)return 1;//读取成功(范围限制)
else return 0;//读取失败
}
void drawbigpoint(u8 x,u16 y,u16 col)
{
if(x>220&&y<9)
{
LCD_DrawBlock(0,0,239,319,0x0000);//清屏
LCD_write_english_string(210,0,"CLR",0xFFE0,0x001F);//清屏按键区域
}
else
{
LCD_Set_Point(x,y,col);//中心点
LCD_Set_Point((x+1),y,col);
LCD_Set_Point(x,(y+1),col);
LCD_Set_Point((x+1),(y+1),col);
}
}
//读取ADS7846(画线)
void Read_Ads7846(void)
{
u8 t,t1,count=0;
u16 databuffer[2][10]={{5,7,9,3,2,6,4,0,3,1},{5,7,9,3,2,6,4,0,3,1}};
//数据组
u16 temp=0;
//循环读数10次
do
{
t=ADS_PEN; //触摸屏被按下，PEN为L
if(Readonce()) //读数成功
{
databuffer[0][count]=X;
databuffer[1][count]=Y;
count++;
}
}
while(!t&&count<10);
if(count==10)//读10次数据有效
{
//X升序排列
do
{
t1=0;
for(t=0;t
{
if(databuffer[0][t]>databuffer[0][t+1])//升序排列
{
temp=databuffer[0][t+1];
databuffer[0][t+1]=databuffer[0][t];
databuffer[0][t]=temp;
t1=1;
}
}
}
while(t1);
do//Y升序排列
{
t1=0;
for(t=0;t
{
if(databuffer[1][t]>databuffer[1][t+1])//升序排列
{
temp=databuffer[1][t+1];
databuffer[1][t+1]=databuffer[1][t];
databuffer[1][t]=temp;
t1=1;
}
}
}
while(t1);
X=(databuffer[0][3]+databuffer[0][4]+databuffer[0][5])/3;
Y=(databuffer[1][3]+databuffer[1][4]+databuffer[1][5])/3;
//根据触摸屏的具体参数设置
if(X<=4000&&Y<=4000)
{
if(X>=240)
X-=240;
else X=0;
if(Y>=320)
Y-=320;
else Y=0;
drawbigpoint(X/15,Y/11+10,BLUE);
}
}
}
void EXTI1_IRQHandler(void)
{
u8 t=0;
//消除抖动
do
{
delay_us(10);
t=ADS_PEN;
Read_Ads7846();
}
while(t==0);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
}
//中断优先级管理/开启
void NVIC_Configuration(void)
{
NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
//存储器映射
#ifdef VECT_TAB_RAM
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_RAM, 0x0);
#else
NVIC_SetVectorTable(NVIC_VectTab_FLASH, 0x0);
#endif
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_0);//优先级分到第0组 总共5组
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQChannel; //使用外部中断1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//阶级1
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
//外部中断初始化
void EXTI_Configuration(void)//配置外部中断
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure; //声明中断库函数结构体
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1; //外部中断通道1
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //中断模式
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿触发
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE; //使能
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource10);
//设置外部中断通道1到PB10
}
//END
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