S3C2416裸机开发系列十三_电容屏驱动实现
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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:nt"
"ldr r1, =100000nt" // Arm clock为400M
"1:nt"
"subs r1, r1, #1nt" // 一个Arm clock
"bne 1bnt" // 跳转会清流水线，3个Arm clock
"subs %0, %0, #1nt" // 调用者确保nCount不为0
"bne 0bnt"
: : "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
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