触控屏的控制电路制作小记

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简介: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:

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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:

触控屏的控制电路制作小记

用感光法做的板子(未裁剪):

触控屏的控制电路制作小记

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:

触控屏的控制电路制作小记

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

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