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。完整的代码从这里下载http://www.51hei.com/ziliao/file/chumo1.rar,下面贴出一部分来:
程序:
//程序来源于 www.51hei.com#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<count-1;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<count-1;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