觸控屏的控制電路制作小記（附STM32的驅(qū)動(dòng)）

　　觸控屏已經(jīng)不是什么新鮮的東西，現(xiàn)在的電子產(chǎn)品基本上都帶有一個(gè)大大的彩色液晶，加上一個(gè)輕觸式的觸控屏。使用起來(lái)非常方便，可以完全取代以往那種固定式的按鍵。

　　下面就介紹一種觸控屏的驅(qū)動(dòng)電路，我也是一個(gè)小時(shí)前才把這個(gè)小板子做出來(lái)，測(cè)試成功后馬上發(fā)表這篇日志，新鮮熱辣的哦！

　　首先，介紹以下觸控屏幕的構(gòu)造，它是由一塊觸控屏幕和一塊液晶顯示屏幕粘合在一起的。液晶顯示屏幕按色彩、材料、成像原理等多種方式分類，種類繁多，這里對(duì)液晶屏幕不做詳細(xì)介紹，本文圖片中所使用的是16Bit半透明反射式TFT液晶點(diǎn)陣顯示屏。而觸摸屏幕主要分為兩大類，分別是電容式和電阻式。

電容式觸控屏利用人體的電流感應(yīng)進(jìn)行工作，優(yōu)點(diǎn)是使用壽命長(zhǎng)，觸摸時(shí)不需用力，面板堅(jiān)硬耐磨；缺點(diǎn)是觸摸精度低，必須使用特定的介質(zhì)觸控（如人體皮膚），受溫度濕度影響很大，外界有較強(qiáng)磁場(chǎng)電場(chǎng)時(shí)，觸控屏?xí)ъ`，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是抗干擾性較差。

電阻式觸控屏是利用按壓時(shí)縱軸和橫軸的電阻值來(lái)定位的，優(yōu)點(diǎn)是抗干擾性好，觸摸精度高，可以用任何物體來(lái)觸摸，缺點(diǎn)是表面是塑料薄膜，易磨損，觸摸是需要稍加一點(diǎn)力度按壓。本文中使用的就是電阻式觸控屏。

　　接下來(lái)介紹一些幾個(gè)觸控屏控制IC：ADS7846、ADS7843和TSC2046，它們是最常見(jiàn)的四線觸摸屏控制芯片，均為BURR-BROWN（已經(jīng)被TI收購(gòu)，找封裝庫(kù)的時(shí)候去TI那里找）公司的產(chǎn)品，三者引腳相互兼容，但片內(nèi)的功能是有區(qū)別的，例如7846內(nèi)集成溫度傳感、可檢測(cè)觸摸壓力等功能，具體請(qǐng)參考DataSheet。TSC2046是新出的控制芯片，由于其國(guó)產(chǎn)片價(jià)錢便宜（零售約1元/片），廣泛應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)的具有觸摸屏幕的MP3、手機(jī)等電子產(chǎn)品。

　　我這次制作采用的是ADS7846。

ADS7846引腳圖：

引腳功能介紹：

DCLK：時(shí)鐘輸入端口

CS：片選信號(hào)

DIN：串行數(shù)據(jù)輸入端，CS為低時(shí)數(shù)據(jù)在DCLK上升沿鎖存

BUSY：忙時(shí)信號(hào)輸出，CS為高時(shí)其為高阻態(tài)

DOUT：串行數(shù)據(jù)輸出端，CS為高時(shí)其為高阻態(tài)

PENIRQ：筆中斷（當(dāng)屏幕被觸壓時(shí)，產(chǎn)生中斷信號(hào)）

Vref：參考電壓（一般直接接VCC）

Vbat：電源檢測(cè)輸入端（一般不使用）

AUX：備選輸入端（一般不使用）

X+、Y+、X-、Y- ：四線觸控屏位置輸入端

　　程序思路是參考一位網(wǎng)友的，我把它移植過(guò)來(lái)了�！　�

　　工作原理：每次按下觸摸屏，ADS7846的PEN腳會(huì)拉低，觸發(fā)STM32中斷，然后在中斷服務(wù)程序里面處理要執(zhí)行功能。畫圖的原理是通過(guò)在中斷里對(duì)X、Y坐標(biāo)連續(xù)采樣十次，若不夠十次，不做任何操作。得到十次數(shù)據(jù)后，進(jìn)行排序，最后取中間三次的數(shù)據(jù)計(jì)算均值，便得到需要的X、Y坐標(biāo)。得到觸屏的點(diǎn)以后，接著就是在屏幕上對(duì)應(yīng)的這個(gè)點(diǎn)上畫點(diǎn)。

下面是電路的原理圖：

用感光法做的板子（未裁剪）：

 

裁剪出中間那部分后和一元硬幣小一點(diǎn)，右側(cè)為硫酸紙打印出來(lái)的負(fù)片。
寫了一個(gè)可選畫筆和背景顏色的畫板：

 

最后貼上STM32的觸摸屏驅(qū)動(dòng)程序（已添加畫板功能），用C語(yǔ)言寫的，很容易移植，有興趣的同學(xué)可以將它移到51或其他單片機(jī)上面跑一下。完整的代碼從這里下載http://www.torrancerestoration.com/ziliao/file/chumo1.rar ，下面貼出一部分來(lái)：

程序：
 

//程序來(lái)源于 www.torrancerestoration.com
#include"hx8347.h"   //自己編寫的液晶屏頭文件，此頭文件只定義了一些基本變量，不涉及驅(qū)動(dòng)相關(guān)函數(shù)

//定義引腳高低電平
#define  ADS_DCLK_H() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6)//ADS7846時(shí)鐘信號(hào)
#define  ADS_DCLK_L() GPIO_ResetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6)

#define  ADS_CS_H() GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_7)//ADS7846片選信號(hào)
#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響應(yīng)信號(hào)   

//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()//初始信號(hào)
{
 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即用差分方式讀X坐標(biāo)
#define CMD_RDY  0XD0 //0B11010000即用差分方式讀Y坐標(biāo) 

u16  X=0,Y=0;//當(dāng)前觸控坐標(biāo)

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;//讀取成功(范圍限制)
 else return 0;//讀取失敗
}

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);//清屏按鍵區(qū)域
 }
 else 
 {
  LCD_Set_Point(x,y,col);//中心點(diǎn) 
  LCD_Set_Point((x+1),y,col);
  LCD_Set_Point(x,(y+1),col);
  LCD_Set_Point((x+1),(y+1),col); 
 }     
} 

//讀取ADS7846（畫線）
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}};//數(shù)據(jù)組
 u16 temp=0;  
     //循環(huán)讀數(shù)10次
 do
 {
  t=ADS_PEN; //觸摸屏被按下，PEN為L(zhǎng)
  if(Readonce()) //讀數(shù)成功
  {   
   databuffer[0][count]=X;
   databuffer[1][count]=Y;
   count++;  
  }
 }
 while(!t&&count<10);  
 if(count==10)//讀10次數(shù)據(jù)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;
   
   //根據(jù)觸摸屏的具體參數(shù)設(shè)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;                         
 //消除抖動(dòng) 
    do
 {
  delay_us(10);
  t=ADS_PEN;
  Read_Ads7846();             
 }
 while(t==0);        
 EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line1);
}       

//中斷優(yōu)先級(jí)管理/開(kāi)啟    
void NVIC_Configuration(void)
{
 NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
 //存儲(chǔ)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);//優(yōu)先級(jí)分到第0組 總共5組   
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = EXTI1_IRQChannel; //使用外部中斷1
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;//階級(jí)1
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;  
   NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
   NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);          
}

//外部中斷初始化
void EXTI_Configuration(void)//配置外部中斷
{
  EXTI_InitTypeDef  EXTI_InitStructure;  //聲明中斷庫(kù)函數(shù)結(jié)構(gòu)體
  EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line1; //外部中斷通道1
  EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;  //中斷模式
  EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling; //下降沿觸發(fā)
  EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;   //使能
  EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
  GPIO_EXTILineConfig(GPIO_PortSourceGPIOB, GPIO_PinSource10);  //設(shè)置外部中斷通道1到PB10
}

//END