ARM开发步步深入之掌握ADC和触摸屏

实验目的：通过串口显示输入的电压值及采集按下触摸屏的(x,y)坐标值借此掌握S3C2410的ADC和触摸屏的使用。

实验环境及说明：恒颐S3C2410开发板H2410。H24X0E扩展板上AIN0~AIN1输出悬空，通过外接可变电阻电路采样电压值；外接的触摸屏接口实现扩展触摸屏完成相应操作本实验基于夏普3.5英寸LQ035Q7DB02。

实 验思路：开发板上电启动后，自动将NandFlash开始的4K数据复制到SRAM中，然后跳转到0地址开始执行。关闭看门狗、初始化SDRAM及 NandFlash控制器、设置MPLL来改变FCLK、HCLK、PCLK的值，设置堆栈，复制4KB后的16KB数据到SDRAM，之后进入main 函数中进行ADC及触摸屏的测试。

知识掌握：ADC(模数转换器)和Touch Screen(触摸屏)。
★S3C2410 ADC和TouchScreen概述：S3C2410内置1个8信道的10bit模数转换器，该ADC能以500KSPS的采样速率将外部的模拟信号转换 为10位的二进制数字量。同时ADC部分能与CPU的触摸屏控制器协同工作，完成对触摸屏绝对地址的测量。ADC和TouchScreen共用一个A/D 转换器，ADC可同时采样8路模拟输入信号，使用触摸屏时，AIN[7]、AIN[5]被用来测量XP/YP的电平，剩余的六个引脚可用来做一般ADC输 入。2410ADC和触摸屏功能框图如下：

★ADC和TouchScreen控制器的工作模式：
●ADC普通转换模式(Normal Converson Mode)---普通转换模式(AUTO_PST=0,XY_PST=0)是用来进行一般的ADC转换之用的，例如通过ADC测量电池电压等等。
● 独立X/Y轴坐标转换模式(Separate X/Y Position Conversion Mode)---独立X/Y轴坐标转换模式其实包含了X轴模式和Y轴模式2种模式。 首先进行X轴的坐标转换(AUTO_PST=0，XY_PST=1)，X轴的转换资料会写到ADCDAT0寄存器的XPDAT中，等待转换完成后，触摸屏 控制器会产生相应的中断。 然后进行Y轴的坐标转换(AUTO_PST=0，XY_PST=2)，Y轴的转换资料会写到ADCDAT1寄存器的YPDAT中，等待转换完成后，触摸屏 控制器会产生相应的中断。
●自动X/Y轴坐标转换模式(Auto X/Y Position Conversion Mode)---自动X/Y轴坐标转换模式(AUTO_PST=1，XY_PST=0)将会自动地进行X轴和Y轴的转换操作，随后产生相应的中断。
● 中断等待模式(Wait for InterruptMode)---在系统等待"Pen Down"，即触摸屏按下的时候，其实是处于中断等待模式。一旦被按下，实时产生"INT_TC"中断信号。每次发生此中断都，X轴和Y轴坐标转换资料都 可以从相应的资料寄存器中读出。
●闲置模式(Standby Mode)---在该模式下转换资料寄存器中的值都被保留为上次转换时的资料。
★ADC两种启动方式：以手工启动和读结果时就自动地启动下一次转换；以查询状态位和发中断方式获知转换是否结束。ADC的操作只涉及3个寄存器：
●ADCCON--- 设置ADCCON寄存器，选择输入信号通道，设置A/D转换器的时钟(A/D时钟=PCLK/(PRSCVL+1))。A/D时钟最大为2.5MHz，且 应小于PCLK的1/5；设置ADCCON寄存器，启动转换(设置READ_START位则读转换数据(读ADCDAT0寄存器)时即启动下一次转换；否 则可通过设置ENABLE_START位来启动A/D转换)；ADCCON各位含义(ENABLE_START---置1启动ADC转换，置0无操作； RESR_START---置1允许读操作启动ADC转换，置0禁止读操作启动ADC转换； STDBM---置1将ADC置为闲置状态(模式)，置0将ADC置为正常操作状态；SEL_MUX---选择需要进行转换的ADC信道； PRSCV---ADC转换时钟预分频参数；PRSCEN---ADC转换时钟使能； ECFLG---ADC转换完成标志位(只读)。为1ADC转换结束，为0ADC转换进行中)。
●ADCTSC---设置ADCTSC寄存器，使 用设为普通转换模式，不使用触摸屏功能；ADCTSC各位含义(XY_PST---对X/Y轴手动测量模式进行选择；AUTO_PST---X/Y轴的自 动转换模式使能位；PULL_UP---XP端的上拉电阻使能位；XP_SEN---设置nXPON输出状态；XM_SEN---设置XMON输出状 态；YP_SEN---设置nYPON输出状态；YM_SEN---设置YMON输出状态)。
●ADCDAT0---完成ADC转换后，读取 ADCDAT0寄存器获得数值(如果使用查询方式，则可不断读取ADCCON寄存器的ECFLG位来确定是否转换结束；否则可以使用INT_ADC中断， 发生INT_ADC中断时表示转换结束)；ADCDAT0各位含义(XPDATA---X轴转换资料寄存器；XY_PST---选择X/Y轴自动转换模 式；AUTO_PST---X/Y轴自动转换使能位；UPDOWN---选择中断等待模式的类型。为0按下产生中断，为1释放产生中断)。
★触摸屏操作还涉及到以下两个寄存器：
●ADCDLY---ADC转换周期等待定时器。
●ADCDAT1---同ADCDAT0。

关键代码解析：
★head.S头文件来初始化，设置SDRAM，将程序复制到SDRAM，然后跳到SDRAM继续执行
.equMEM_CTL_BASE, 0x48000000
.text
.global _start
_start:
@中断向量表处理函数，只给出复位和普通中断模式的处理函数，其它异常未使用
b Reset
...
b HandleIRQ
@0x1c: 快中断模式的向量地址
HandleFIQ:
b HandleFIQ

Reset: @复位处理
bldisable_watch_dog@关门喂狗
blmem_control_setup @设置存储控制器
ldr sp, =4096 @设置栈指针，以下C函数调用前需要设好栈
bl init_clock@设置MPLL，改变FCLK、HCLK、PCLK
bl init_nand@初始化NandFlash
@将NandFlash中地址4096开始的代码复制到SDRAM中
ldrr0, =0x30000000@目标地址=0x30000000，SDRAM起始地址
movr1, #4096@源地址=4096，连接时代码在4096开始处
movr2, #16*1024@复制长度=16K，对于本实验足够
blread_nand @调用C函数read_nand
blclean_bss@清除bss段
msr cpsr_c, #0xd2 @进入中断模式
ldr sp, =0x31000000 @设置中断模式栈指针
msr cpsr_c, #0xdf@进入系统模式
ldr sp, =0x34000000 @设置系统模式栈指针
ldr lr, =ret_initirq @设置返回地址
ldr pc, =init_irq@初始化中断
ret_initirq:
msr cpsr_c, #0x5f @设置I-bit=0，开IRQ中断
ldr lr, =halt_loop@设置返回地址
ldr pc, =main@调用main函数
halt_loop:
b halt_loop
★main.c文件实现实现串口选择ADC和TouchScreen操作，主要代码：
#include
#include
#include
int main()
{
char c;
init_uart0();//波特率115200，8N1(8个数据位，无校验位，1个停止位)
while (1)
{
printf("rn~~~~~~ Test ADC and Touch Screem ~~~~~~rn");
printf("[A] Test ADCnr");
printf("[T] Test Touch Screemnr");
printf("Enter your selection: ");
c = getc();
putc(c);
switch (c)
{
case 'a':
case 'A':
{
Test_Adc();//操作ADC
break;
}
case 't':
case 'T':
{
Test_Ts();//操作TouchScreen
break;
...
}
★adc_ts.c ADC和触摸屏的测试函数，主要代码：
...
/*
* 使用查询方式读取A/D转换值。
* 输入参数ch: 模拟信号通道，取值为0~7
*/
static int ReadAdc(int ch)
{
//选择模拟通道，使能预分频功能，设置A/D转换器的时钟 = PCLK/(49+1)
ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(49) | ADC_INPUT(ch);
//清除位[2]，设为普通转换模式
ADCTSC &= ~(1<<2);
//设置位[0]为1，启动A/D转换
ADCCON |= ADC_START;
//当A/D转换真正开始时，位[0]会自动清0
while (ADCCON & ADC_START);
//检测位[15]，当它为1时表示转换结束
while (!(ADCCON & ADC_ENDCVT));
//读取数据
return (ADCDAT0 & 0x3ff);
}
/*
* 测试ADC。通过A/D转换，测量可变电阻器的电压值
*/
void Test_Adc(void)
{
int vol0, vol1;
printf("Measuring the voltage of AIN0 and AIN1, press any key to exitnr");
while (!awaitkey(0))// 串口无输入，则不断测试
{
vol0 = (ReadAdc(0)*3)/1024;// 计算电压值
vol1 = (ReadAdc(1)*3)/1024;// 计算电压值
printf("AIN0 = %dAIN1 = %dr", vol0,vol1);
}
printf("n");
}
static void Isr_Tc(void)
{
if (ADCDAT0 & 0x8000)//ADCDAT0[15]为1表示触摸屏被松开
{
printf("rnStylus Up!!nr");
//wait_down_int();//进入"等待中断模式"，等待触摸屏被按下
}
else
{
printf("rnStylus Down: ");
mode_auto_xy();//进入自动(连续)X/Y轴坐标转换模式
ADCCON |= ADC_START;//设置位[0]为1，启动A/D转换
}
// 清INT_TC中断
...
}
static void Isr_Adc(void)
{
printf("xdata = %4d, ydata = %4drn",(int)(ADCDAT0 & 0x3ff),(int)(ADCDAT1 & 0x3ff));
//wait_down_int();//进入"等待中断模式"，等待触摸屏被松开
//清INT_ADC中断
...
}
void AdcTsIntHandle(void)
{
if (SUBSRCPND & BIT_SUB_TC)
Isr_Tc();
if (SUBSRCPND & BIT_SUB_ADC)
Isr_Adc();
}
/*
*测试触摸屏，打印触点坐标
*/
void Test_Ts(void)
{
isr_handle_array[ISR_ADC_OFT] = AdcTsIntHandle;// 设置ADC中断服务程序
INTMSK &= ~BIT_ADC;//开启ADC总中断
INTSUBMSK &= ~BIT_SUB_TC;//开启INT_TC中断，即触摸屏被按下或松开时产生中断
INTSUBMSK &= ~BIT_SUB_ADC;//开启INT_ADC中断，即A/D转换结束时产生中断
//使能预分频功能，设置A/D转换器的时钟 = PCLK/(49+1)
ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(49);
/*
*采样延时时间 = (1/3.6864M)*50000 = 13.56ms
*即按下触摸屏后，再过13.56ms才采样
*/
ADCDLY = 50000;
wait_down_int();/*进入“等待中断模式”，等待触摸屏被按下*/
printf("Touch the screem to test, press any key to exit!nr");
getc();
// 屏蔽ADC中断
...
}