原创 【连载】【ALIENTEK 战舰STM32开发板】STM32开发指南--第三十一章 触摸屏实验

31.2 硬件设计

本章实验功能简介：开机的时候先通过24C02的数据判断触摸屏是否已经校准过，如果没有校准，则执行校准程序，校准过后再进入手写程序。如果已经校准了，就直接进入手写程序，此时可以通过按动屏幕来实现手写输入。屏幕上会有一个清空的操作区域（RST），点击这个地方就会将输入全部清除，恢复白板状态。程序会设置一个强制校准，就是通过按KEY0来实现，只要按下KEY0就会进入强制校准程序。

所要用到的硬件资源如下：

1）  指示灯DS0

2）  KEY0按键

3） TFTLCD模块（带触摸屏）

4）  24C02

所有这些资源与STM32的连接图，在前面都已经介绍了，这里我们只针对TFTLCD模块与STM32的连接端口再说明一下，TFTLCD模块的触摸屏总共有5跟线与STM32连接，连接电路图如图31.2.1所示：

 

图31.2.1 触摸屏与STM32的连接图

    从图中可以看出,T_MISO、T_PEN、T_CS、T_MOSI和T_SCK分别连接在STM32的：PF8、PF10、PB2、PF9和PB1上。

31.3 软件设计

打开上一章的工程，首先在HARDWARE文件夹下新建一个TOUCH文件夹。然后新建一个touch.c和touch.h的文件保存在TOUCH文件夹下，并将这个文件夹加入头文件包含路径。

打开touch.c文件，在里面输入与触摸屏相关的代码，这里我们也不全部贴出来了，仅介绍几个重要的函数。

首先我们要介绍的是TP_Read_XY2这个函数，该函数专门用于从触摸屏控制IC读取坐标的值（0~4095），TP_Read_XY2的代码如下：

//连续2次读取触摸屏IC,且这两次的偏差不能超过

//ERR_RANGE,满足条件,则认为读数正确,否则读数错误.       

//该函数能大大提高准确度

//x,y:读取到的坐标值

//返回值:0,失败;1,成功。

#define ERR_RANGE 50 //误差范围

u8 TP_Read_XY2(u16 *x,u16 *y)

{

       u16 x1,y1;

      u16 x2,y2;

      u8 flag;   

    flag=TP_Read_XY(&x1,&y1);  

    if(flag==0)return(0);

    flag=TP_Read_XY(&x2,&y2);       

    if(flag==0)return(0);  

    if(((x2<=x1&&x1

//前后两次采样在+- ERR_RANGE 内

    &&((y2<=y1&&y1

    {

        *x=(x1+x2)/2;

        *y=(y1+y2)/2;

        return 1;

    }else return 0;  

}

该函数采用了一个非常好的办法来读取屏幕坐标值，就是连续读两次，两次读取的值之差不能超过一个特定的值（ERR_RANGE），通过这种方式，我们可以大大提高触摸屏的准确度。另外该函数调用的TP_Read_XY函数，用于单次读取坐标值。TP_Read_XY也采用了一些软件滤波算法，具体见光盘的源码。接下来，我们介绍另外一个函数TP_Adjust，该函数源码如下：

//触摸屏校准代码

//得到四个校准参数

void TP_Adjust(void)

{   

//省略部分代码                                                  

    }    

TP_Adjust是此部分最核心的代码，在这里，给大家介绍一下我们这里所使用的触摸屏校正原理：我们传统的鼠标是一种相对定位系统，只和前一次鼠标的位置坐标有关。而触摸屏则是一种绝对坐标系统，要选哪就直接点哪，与相对定位系统有着本质的区别。绝对坐标系统的特点是每一次定位坐标与上一次定位坐标没有关系，每次触摸的数据通过校准转为屏幕上的坐标，不管在什么情况下，触摸屏这套坐标在同一点的输出数据是稳定的。不过由于技术原理的原因，并不能保证同一点触摸每一次采样数据相同，不能保证绝对坐标定位，点不准，这就是触摸屏最怕出现的问题：漂移。对于性能质量好的触摸屏来说，漂移的情况出现并不是很严重。所以很多应用触摸屏的系统启动后，进入应用程序前，先要执行校准程序。 通常应用程序中使用的LCD坐标是以像素为单位的。比如说：左上角的坐标是一组非0的数值，比如（20，20），而右下角的坐标为（220，300）。这些点的坐标都是以像素为单位的，而从触摸屏中读出的是点的物理坐标，其坐标轴的方向、XY值的比例因子、偏移量都与LCD坐标不同，所以，需要在程序中把物理坐标首先转换为像素坐标，然后再赋给POS结构，达到坐标转换的目的。

校正思路：在了解了校正原理之后，我们可以得出下面的一个从物理坐标到像素坐标的转换关系式：

                                          LCDx=xfac*Px+xoff；

                                          LCDy=yfac*Py+yoff；

其中(LCDx,LCDy)是在LCD上的像素坐标，（Px,Py）是从触摸屏读到的物理坐标。xfac，yfac分别是X轴方向和Y轴方向的比例因子，而xoff和yoff则是这两个方向的偏移量。

这样我们只要事先在屏幕上面显示4个点（这四个点的坐标是已知的），分别按这四个点就可以从触摸屏读到4个物理坐标，这样就可以通过待定系数法求出xfac、yfac、xoff、yoff这四个参数。我们保存好这四个参数，在以后的使用中，我们把所有得到的物理坐标都按照这个关系式来计算，得到的就是准确的屏幕坐标。达到了触摸屏校准的目的。

TP_Adjust就是根据上面的原理设计的校准函数，注意该函数里面多次使用了lcddev.width和lcddev.height，用于坐标设置，主要是为了兼容不同尺寸的LCD（比如320*480和320*240的屏都可以兼容）。其他的函数我们这里就不多介绍了，保存touch.c文件，并把该文件加入到HARDWARE组下。接下来打开touch.h文件，在该文件里面输入如下代码：

  //省略部分内容.

此函数就实现了我们上面介绍的本章所要实现的功能。当然这里还用到我们之前写的24CXX的代码，用来保存和调用触摸屏的校准信息（在触摸屏校准函数和初始化函数里面）。

31.4 下载验证

在代码编译成功之后，我们通过下载代码到ALIENTEK战舰STM32开发板上，得到如图31.4.1所示：

图31.4.1 程序运行效果

如果已经校准过了，则在等待1.5s之后进入手写界面，同时DS0开始闪烁，界面如图31.4.2所示：

图31.4.2 手写界面

此时，我们就可以在该界面下用笔或者手指输入信息了。如果没有校准过，则会自动进入校准程序（当你发现精度不行的时候，也可以通过按KEY0进入校准程序），如图31.4.3所示，在校准完成之后自动进入手写界面。

图31.4.3 校准界面

完整内容,见附件.

+err_range)||(y1<=y2&&y2 +err_range)||(x1<=x2&&x2