S3C2416裸机开发系列十三_电容屏驱动实现

在人机交互系统中，键盘、触摸屏等输入设备是一个不可或缺的部分。对于手机、平板这些消费类电子而言，触摸屏以其非常良好的用户体验得到了广泛的应用。笔者此处就s3c2416 IIC接口电容屏的应用作一个简单的介绍。

1. 触摸屏概述

目前嵌入式系统中常用的触摸屏有两种，一种是电阻式触摸屏，另一种是电容式触摸屏。电阻屏需要一定的压力使屏幕各层发生接触，两层导电层在接触点的位置电阻会发生变化，在X、Y两个方向产生模拟的分压值，这个分压值通过触摸屏控制器模数转换，得到触摸点的坐标位置。因此，电阻屏只要有压力接触，就会有反应，也正因为电阻屏需一定的压力，造成电阻屏表面容易磨损，敏感度较差，实现目前手机滑动解锁的功能是比较困难的。由于其实现机制，电阻屏只能够单点触摸，对环境使用要求不高，可以实现较精确位置的触控。

电容屏在工作面四个角上引出电极，在导体层内形成一个低电压交流电场。用户触摸屏时，由于人体电场、用户、触摸屏表面形成一个耦合电容，对于高频电流来说，电荷会通过这个耦合电容流向大地，这个很小的电流分从触摸屏的四角上的电极中流出，并且流经这四个电极的电流与手指到四角的距离成正比，控制器通过对这四个电流比例的精确计算，得出触摸点的位置。因此，电容屏只对带电物体的触控具有反应，如牙签、指甲、带手套等是无法操作电容屏的。由于电容屏基于电荷进行工作，因此只需手指轻触即能得到输入反应，敏感度高。但同时对周围环境要求高，过于潮湿的环境(如浴室)，有水滴在触摸屏上等都可能造成电容屏无法正常工作。电容相对精度较低，无法通过手指触控精细位置。此外，电容屏可以支持多点触摸，几乎成为手机、平板触摸屏的首选，用以支持多点触摸进行图片放大、旋转等功能。

2. 电容屏驱动实现

笔者使用的电容屏驱动IC为focaltech的ft5206，这款芯片可以最多支持真实5点，即最多可同时检测到5个点同时触摸，接口支持IIC与SPI。

驱动芯片检测到一个有效的触摸时，将产生一个中断控制信号。有两种模式的中断信号输出，分别为查询模式和触发模式。查询模式适用于只支持单点触摸处理的软件应用中，除手机、平板所用的Android、ios外，大部分操作系统(或图形系统)并不很好地支持多点触摸。采用这种有触摸时，中断信号线拉低，无触摸时，中断信号线拉高的模式将极好地应用到这些软件中。触发模式就是在有触摸时，驱动芯片会以一定频率产生中断信号，以上报触摸点的坐标位置，通常这个上报频率为100HZ左右(驱动芯片固化)，上报频率过低可能会造成掉点。这样可以保证识别多个点的触摸。目前，主流手机、平板均是这种工作方式获得多点触摸的坐标位置的。

笔者的电容屏模组采用的是IIC接口，因此，s3c2416电容屏驱动实现需要以上一章节IIC驱动为基础，在电容屏测试代码中给出了5点触摸画布的实例，可以用5个指头同时在画布上作图。本章节触摸屏模块代码测试需要前面章节的启动代码、IIC接口模块、RGB屏驱动模块支持。

tp_ft5206.c模块实现如下：

#include "s3c2416.h"

#include "IIC.h"

#include "tp_ft5206.h"

#include "Exception.h"

volatile unsigned char  TP_Press;

static void TP_EINT8_15_IRQ()

{  

    if (rEINTPEND & (1<<12)) { //EINT12中断处理

        rEINTMASK |= (1 << 12); // EINT12中断禁用  

        rEINTPEND |= (1 << 12); // 清中断标志

        TP_Press = 1; // 指示触摸屏发生了按下

    }

    rSRCPND1 |= (1 << INT_EINT8_15);//Clear pending bit

    rINTPND1 |= (1 << INT_EINT8_15);

}

static void Delay_ms(unsigned int nCount)

{

//延时1ms,共延时nCount(R0) ms

    __asm__ __volatile__ (

        "0:\n\t"   

        "ldr  r1, =100000\n\t"  // Arm clock为400M     

        "1:\n\t"

        "subs r1, r1, #1\n\t"  // 一个Arm clock

        "bne  1b\n\t"      // 跳转会清流水线，3个Arm clock

        "subs %0, %0, #1\n\t"   // 调用者确保nCount不为0

        "bne  0b\n\t"

        : : "r"(nCount):"r1"

    );

}

// 向电容屏内部地址WriteAddr连续写入Length字节数据,数据位置在pData中

intTP_WriteBytes(unsigned char WriteAddr, unsigned char *pData,

             int Length)

{  

    // 调用IIC写,对电容屏内部某一地址进行连续写

    return IIC_WriteBytes(TP_SlaveAddr,WriteAddr, pData, Length);

}

// 向电容屏内部地址ReadAddr连续读入Length字节数据,数据保存在pData中

intTP_ReadBytes(unsigned char ReadAddr, unsigned char *pData,

             int Length)

{

    // 调用IIC接口读,对电容屏内部某一地址进行连续读

    return IIC_ReadBytes(TP_SlaveAddr, ReadAddr,pData, Length);

}

void TP_Reset()

{

    rGPFDAT &= ~(1 << 5); // 拉低复位线

    Delay_ms(20);

    rGPFDAT |= (1 << 5);

    Delay_ms(200);

}

void TP_Init()

{

    rGPGUDP &= ~(0x3 << 8); //GPG4(EINT12)作为电容屏中断输入

    rGPGUDP |= (0x2 << 8); // TP_INT GPG4上拉  

    rGPGCON &= ~(0x3 << 8);

    rGPGCON |= (0x2 << 8); // GPG4配置成EINT12

    rGPFUDP &= ~(0x3 << 10); // GPF5作为复位控制信号

    rGPFUDP |= (0x2 << 10); // TP_RST GPF5上拉 

    rGPFCON &= ~(0x3 << 10);

    rGPFCON |= (0x1 << 10); // GPF5配置成输出

    TP_Reset(); //TP复位

    // TP外部中断入口函数加入到向量表

    IRQ_Register(INT_EINT8_15, TP_EINT8_15_IRQ);

    rEXTINT1 &= ~(0x7 << 16);

    rEXTINT1 |= (0x2 << 16); // EINT12下降沿触发

    rINTMOD1 &= ~(1 << INT_EINT8_15);// EINT8_15 IRQ

    rINTMSK1 &= ~(1 << INT_EINT8_15);// EINT8_15 开启中断

    rEINTMASK &= ~(1 << 12); // EINT12使能中断 

}

模块的头文件内容如下：

#ifndef__TP_FT5206_H__

#define__TP_FT5206_H__

#ifdef__cplusplus

extern"C" {

#endif

// TP IIC的7位从机地址

#define TP_SlaveAddr    0x38

#define TOUCH1_XH       0x03

#define TOUCH1_XL       0x04

#define TOUCH1_YH       0x05

#define TOUCH1_YL       0x06

#define ID_G_MODE       0xA4

extern void TP_Reset(void);

extern void TP_Init(void); 

extern int TP_WriteBytes(unsigned char WriteAddr,

                   unsigned char *pData, int Length);

extern int TP_ReadBytes(unsigned char ReadAddr,

                 unsigned char *pData, int Length);

extern volatile unsigned char TP_Press;

#ifdef__cplusplus

}

#endif

#endif/*__TP_FT5206_H__*/

五指同时触摸画线效果:

3. 附录

TouchPanel_gcc.rar，五点触摸画线电容屏GCC测试工程

http://pan.baidu.com/s/1i37NU2x