第44章 STM32F429的LTDC应用之LCD电阻触摸和电容触摸

44.1 初学者重要提示

学习本章节前，务必优先学习第40章，需要对LTDC的基础知识和HAL库的几个常用API有个认识。

LTDC驱动设计和相关问题在第41章有详细说明。

电阻触摸支持2点和4点校准，而电容屏无需校准。

电阻触摸校准解决的是触摸板的线性度问题，而飞点要另外处理，当前程序已经做了支持。总的来说，V6配套的电阻触摸方案已经比较成熟，可以放心用于项目。

44.2 电阻触摸和电容触摸相关知识

这部分知识点在第42章的2.2小节有详细说明，必看。

44.3 电阻屏硬件设计

电阻触摸STMPE811的原理图如下：

通过STMPE811的原理图要了解以下几点：

I2C的两根通信线I2C_SCL和I2C_SDA的上拉电阻在V7的主板上。

原理图右侧的GPIO-0到GPIO-7可以作为扩展IO使用，支持输入和输出。其中GPIO-4到GPIO-7用于电阻触摸校准（使用那个IO是可以配置的）。

对于X-，X+，Y-和Y+，只要不是X和Y进行组合，其它组合方式可以随意接，配套的触摸校准算法都可以正常识别。

44.4 电容屏硬件设计

电容触摸主要有三种：FT5X06，GT911和GT811，其中GT811已经停产。下面是FT5X06和GT911触摸板效果（触摸板和触摸芯片是一体的）：

触摸芯片已经集成到柔性PCB上，且已经校准好。用户使用的话，直接通过I2C方式读取数据即可。下面是电容触摸板引出的引脚：

注意I2C_SDK和I2C_SCL的上拉电阻在V7主板上。

44.5 电阻触摸驱动设计

下面将电阻触摸程序设计中的相关问题逐一为大家做个说明。

44.5.1 STMPE811的驱动实现

电阻触摸要比电容触摸麻烦很多，因为电阻触摸要做校准，还要做滤波，否则采集回来的触摸值会抖动或者出现飞点，出现这种情况的主要原因是电阻触摸板的线性度不够好。开发板电阻屏使用的触摸芯片是STMPE811，这个芯片其实就是12位分辨率的ADC，用来采集电阻触摸板的X轴ADC值和Y轴ADC值，然后按照一定的线性关系将ADC值转换为实际的坐标值。其中这个线性关系是通过触摸校准建立起来的，每次采集的X轴和Y轴ADC就可以代入这个线性关系，从而获得实际的坐标值。

总的来说，STMPE811的驱动不难实现，可以结合STMPE811的数据手册：http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=23306 研究开发板提供的驱动配置。配置好后仅需要提供读取的X轴，Y轴的ADC值以及触摸按下状态（判断STMPE811的中断输出引脚就可以了，如果有触摸，这个引脚输出低电平，反之，输出高电平。通过判断这个引脚就可以选择是否读取X轴，Y轴的ADC值，避免不必要的操作）。这些函数在bsp_ts_stmpe811.c文件实现。而触摸值滤波，触摸扫描和触摸校准是在bsp_ts_touch.c文件里面实现。

下面是清除触摸中断标志函数和X轴，Y轴的ADC值读取函数，这些函数被bsp_touch.c文件所调用，而函数TOUCH_PenInt是在bsp_ts_touch.c文件，这里也贴出来。

1.    /*

2.    ******************************************************************************************************

3.    *    函 数 名: TOUCH_PenInt

4.    *    功能说明: 判断触摸按下

5.    *    形    参: 无

6.    *    返 回 值: 0表示无触笔按下，1表示有触笔按下

7.    ******************************************************************************************************

8.    */

9.    uint8_t TOUCH_PenInt(void)

10.    {

11.        if ((TP_INT_GPIO_PORT->IDR & TP_INT_PIN) == 0)

12.        {

13.            return 1;

14.        }

15.        return 0;

16.    }

17.    

18.    /*

19.    ******************************************************************************************************

20.    *    函 数 名: STMPE811_ClearInt

21.    *    功能说明: 清楚触笔中断

22.    *    形    参: 无

23.    *    返 回 值: 无

24.    ******************************************************************************************************

25.    */

26.    void STMPE811_ClearInt(void)

27.    {

28.        STMPE811_WriteReg1(REG811_INT_STA, 0xFF); 

29.    }

30.    

31.    /*

32.    ******************************************************************************************************

33.    *    函 数 名: STMPE811_ReadX

34.    *    功能说明: 读取X坐标adc

35.    *    形    参: 无

36.    *    返 回 值: X坐标值adc

37.    ******************************************************************************************************

38.    */

39.    uint16_t STMPE811_ReadX(void)

40.    {

41.        /* 按照 XY 读取模式，连续读取3字节数据，然后分解出X,Y     

42.         |  byte0   |     byte1      |   byte2  |  

43.         | X[11:4], | X[3:0],Y[11:8] | Y[7:0]   |

44.        */

45.        uint8_t buf[3];

46.        

47.    #if 0

48.        STMPE811_ReadBytes(buf, REG811_TSC_DATA1, 3);

49.        

50.        s_AdcX = ((uint16_t)buf[0] << 4) | (buf[1] >> 4);

51.        s_AdcY = ((uint16_t)(buf[1] & 0xF) << 8) | buf[2];    

52.    #else

53.        if (STMPE811_ReadReg1(REG811_TSC_CTRL) & 0x80)

54.        {    

55.            STMPE811_ReadBytes(buf, REG811_TSC_DATA1, 3);

56.            

57.            s_AdcX = ((uint16_t)buf[0] << 4) | (buf[1] >> 4);

58.            s_AdcY = ((uint16_t)(buf[1] & 0xF) << 8) | buf[2];

59.            

60.            #if 0

61.            /* for debug */

62.            {

63.                static int32_t s_t1 = 0;

64.                int32_t tt;

65.                            

66.                tt = bsp_GetRunTime();

67.                if (tt - s_t1 > 1000)

68.                {

69.                    printf("rn");

70.                    s_t1 = tt;

71.                }

72.                printf("(%7d) %5d %5drn", tt, s_AdcX, s_AdcY);

73.            }

74.            #endif

75.        }

76.        else

77.        {

78.            s_AdcX = 0;

79.            s_AdcY = 0;

80.        }

81.    #endif

82.        

83.        return s_AdcX;

84.    }

85.    

86.    /*

87.    ******************************************************************************************************

88.    *    函 数 名: STMPE811_ReadX

89.    *    功能说明: 读取Y坐标adc

90.    *    形    参: 无

91.    *    返 回 值: Y坐标值adc

92.    ******************************************************************************************************

93.    */

94.    uint16_t STMPE811_ReadY(void)

95.    {

96.        return  s_AdcY;

97.    }

下面将程序设计中的关键地方做个阐释：

  第9-16行，通过判断STMPE811的中断输出引脚的高低电平来判断触摸板是否被按下，如果有触摸，这个引脚输出低电平，反之，输出高电平。通过判断这个引脚就可以选择是否读取X轴，Y轴的ADC值，避免不必要的操作。

  第26-29行，清除触摸中断标志，检测到触摸屏未被按下时，要做清除。

  第39-84行，读取X轴ADC数值。

  第94-97行，读取Y轴ADC数值。

44.5.2        电阻触摸扫描函数TOUCH_Scan

接下来再来看bsp_touch.c文件中STMPE811触摸扫描函数TOUCH_Scan的实现：

1.    /*

2.    ******************************************************************************************************

3.    *    函 数 名: TOUCH_Scan

4.    *    功能说明: 触摸板事件检测程序。该函数被周期性调用，每ms调用1次. 见 bsp_Timer.c

5.    *    形    参:  无

6.    *    返 回 值: 无

7.    ******************************************************************************************************

8.    */

9.    void TOUCH_Scan(void)

10.    {

11.        uint16_t usAdcX;

12.        uint16_t usAdcY;

13.        static uint16_t s_usXBuf[SAMPLE_COUNT];

14.        static uint16_t s_usYBuf[SAMPLE_COUNT];

15.        static uint8_t s_ucPos = 0;

16.        static uint8_t s_count = 0;

17.        static uint8_t s_down = 0;

18.        static uint16_t s_usSaveAdcX, s_usSaveAdcY; /* 用于触笔抬起事件，保存按下和移动的最后采样值 */

19.        static uint8_t s_ms = 0;

20.    

21.        if (g_GT811.Enable == 1)

22.        {

23.            GT811_Timer1ms();    /* 电容触摸屏程序计数器 */

24.            return;

25.        }

26.    

27.        if (g_GT911.Enable == 1)

28.        {

29.            GT911_Timer1ms();    /* 电容触摸屏程序计数器 */

30.            return;

31.        }    

32.        

33.        if (g_tFT5X06.Enable == 1)

34.        {

35.            FT5X06_Timer1ms();    /* 电容触摸屏程序计数器 */

36.            return;

37.        }

38.        

39.        /* 下面用于电阻触摸 */

40.        

41.        if (g_tTP.Enable == 0)    

42.        {

43.            return;

44.        }

45.        

46.        if (++s_ms >= 2)

47.        {

48.            return;

49.        }

50.        

51.        /* 2ms进入一次 */

52.        s_ms = 0;

53.        

54.        /* 触笔中断发生 */

55.        if (TOUCH_PenInt())

56.        {

57.            /* 获得原始的ADC值，未滤波 */

58.            usAdcX = STMPE811_ReadX();

59.            usAdcY = STMPE811_ReadY();