/** **************************************************************************************************** * @file touch.c * @author 正点原子团队(ALIENTEK) * @version V1.1 * @date 2023-05-29 * @brief 触摸屏 驱动代码 * @note 支持电阻/电容式触摸屏 * 触摸屏驱动（支持ADS7843/7846/UH7843/7846/XPT2046/TSC2046/GT9147/GT9271/FT5206/GT1151等）代码 * * @license Copyright (c) 2020-2032, 广州市星翼电子科技有限公司 **************************************************************************************************** * @attention * * 实验平台:正点原子 探索者 F407开发板 * 在线视频:www.yuanzige.com * 技术论坛:www.openedv.com * 公司网址:www.alientek.com * 购买地址:openedv.taobao.com * * 修改说明 * V1.0 20211025 * 第一次发布 * V1.1 20230529 * 1，新增对ST7796 3.5寸屏 GT1151的支持 * 2，新增对ILI9806 4.3寸屏 GT1151的支持 **************************************************************************************************** */ #include "stdio.h" #include "stdlib.h" #include "LCD/lcd.h" #include "LCD/touch.h" #include "bsp/dwt.h" #define delay_us(a) DWT_Delay(a/1000000.0f) #define delay_ms HAL_Delay _m_tp_dev tp_dev = { tp_init, tp_scan, tp_adjust, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, }; /** * @brief SPI写数据 * @note 向触摸屏IC写入1 byte数据 * @param data: 要写入的数据 * @retval 无 */ static void tp_write_byte(uint8_t data) { uint8_t count = 0; for (count = 0; count < 8; count++) { if (data & 0x80) /* 发送1 */ { T_MOSI(1); } else /* 发送0 */ { T_MOSI(0); } data <<= 1; T_CLK(0); delay_us(1); T_CLK(1); /* 上升沿有效 */ } } /** * @brief SPI读数据 * @note 从触摸屏IC读取adc值 * @param cmd: 指令 * @retval 读取到的数据,ADC值(12bit) */ static uint16_t tp_read_ad(uint8_t cmd) { uint8_t count = 0; uint16_t num = 0; T_CLK(0); /* 先拉低时钟 */ T_MOSI(0); /* 拉低数据线 */ T_CS(0); /* 选中触摸屏IC */ tp_write_byte(cmd); /* 发送命令字 */ delay_us(6); /* ADS7846的转换时间最长为6us */ T_CLK(0); delay_us(1); T_CLK(1); /* 给1个时钟，清除BUSY */ delay_us(1); T_CLK(0); for (count = 0; count < 16; count++) /* 读出16位数据,只有高12位有效 */ { num <<= 1; T_CLK(0); /* 下降沿有效 */ delay_us(1); T_CLK(1); if (T_MISO) num++; } num >>= 4; /* 只有高12位有效. */ T_CS(1); /* 释放片选 */ return num; } /* 电阻触摸驱动芯片 数据采集 滤波用参数 */ #define TP_READ_TIMES 5 /* 读取次数 */ #define TP_LOST_VAL 1 /* 丢弃值 */ /** * @brief 读取一个坐标值(x或者y) * @note 连续读取TP_READ_TIMES次数据,对这些数据升序排列, * 然后去掉最低和最高TP_LOST_VAL个数, 取平均值 * 设置时需满足: TP_READ_TIMES > 2*TP_LOST_VAL 的条件 * * @param cmd : 指令 * @arg 0XD0: 读取X轴坐标(@竖屏状态,横屏状态和Y对调.) * @arg 0X90: 读取Y轴坐标(@竖屏状态,横屏状态和X对调.) * * @retval 读取到的数据(滤波后的), ADC值(12bit) */ static uint16_t tp_read_xoy(uint8_t cmd) { uint16_t i, j; uint16_t buf[TP_READ_TIMES]; uint16_t sum = 0; uint16_t temp; for (i = 0; i < TP_READ_TIMES; i++) /* 先读取TP_READ_TIMES次数据 */ { buf[i] = tp_read_ad(cmd); } for (i = 0; i < TP_READ_TIMES - 1; i++) /* 对数据进行排序 */ { for (j = i + 1; j < TP_READ_TIMES; j++) { if (buf[i] > buf[j]) /* 升序排列 */ { temp = buf[i]; buf[i] = buf[j]; buf[j] = temp; } } } sum = 0; for (i = TP_LOST_VAL; i < TP_READ_TIMES - TP_LOST_VAL; i++) /* 去掉两端的丢弃值 */ { sum += buf[i]; /* 累加去掉丢弃值以后的数据. */ } temp = sum / (TP_READ_TIMES - 2 * TP_LOST_VAL); /* 取平均值 */ return temp; } /** * @brief 读取x, y坐标 * @param x,y: 读取到的坐标值 * @retval 无 */ static void tp_read_xy(uint16_t *x, uint16_t *y) { uint16_t xval, yval; if (tp_dev.touchtype & 0X01) /* X,Y方向与屏幕相反 */ { xval = tp_read_xoy(0X90); /* 读取X轴坐标AD值, 并进行方向变换 */ yval = tp_read_xoy(0XD0); /* 读取Y轴坐标AD值 */ } else /* X,Y方向与屏幕相同 */ { xval = tp_read_xoy(0XD0); /* 读取X轴坐标AD值 */ yval = tp_read_xoy(0X90); /* 读取Y轴坐标AD值 */ } *x = xval; *y = yval; } /* 连续两次读取X,Y坐标的数据误差最大允许值 */ #define TP_ERR_RANGE 50 /* 误差范围 */ /** * @brief 连续读取2次触摸IC数据, 并滤波 * @note 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. * * @param x,y: 读取到的坐标值 * @retval 0, 失败; 1, 成功; */ static uint8_t tp_read_xy2(uint16_t *x, uint16_t *y) { uint16_t x1, y1; uint16_t x2, y2; tp_read_xy(&x1, &y1); /* 读取第一次数据 */ tp_read_xy(&x2, &y2); /* 读取第二次数据 */ /* 前后两次采样在+-TP_ERR_RANGE内 */ if (((x2 <= x1 && x1 < x2 + TP_ERR_RANGE) || (x1 <= x2 && x2 < x1 + TP_ERR_RANGE)) && ((y2 <= y1 && y1 < y2 + TP_ERR_RANGE) || (y1 <= y2 && y2 < y1 + TP_ERR_RANGE))) { *x = (x1 + x2) / 2; *y = (y1 + y2) / 2; return 1; } return 0; } /******************************************************************************************/ /* 与LCD部分有关的函数, 用来校准用的 */ /** * @brief 画一个校准用的触摸点(十字架) * @param x,y : 坐标 * @param color : 颜色 * @retval 无 */ static void tp_draw_touch_point(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t color) { lcd_draw_line(x - 12, y, x + 13, y, color); /* 横线 */ lcd_draw_line(x, y - 12, x, y + 13, color); /* 竖线 */ lcd_draw_point(x + 1, y + 1, color); lcd_draw_point(x - 1, y + 1, color); lcd_draw_point(x + 1, y - 1, color); lcd_draw_point(x - 1, y - 1, color); lcd_draw_circle(x, y, 6, color); /* 画中心圈 */ } /** * @brief 画一个大点(2*2的点) * @param x,y : 坐标 * @param color : 颜色 * @retval 无 */ void tp_draw_big_point(uint16_t x, uint16_t y, uint16_t color) { lcd_draw_point(x, y, color); /* 中心点 */ lcd_draw_point(x + 1, y, color); lcd_draw_point(x, y + 1, color); lcd_draw_point(x + 1, y + 1, color); } /******************************************************************************************/ /** * @brief 触摸按键扫描 * @param mode: 坐标模式 * @arg 0, 屏幕坐标; * @arg 1, 物理坐标(校准等特殊场合用) * * @retval 0, 触屏无触摸; 1, 触屏有触摸; */ static uint8_t tp_scan(uint8_t mode) { if (T_PEN == 0) /* 有按键按下 */ { if (mode) /* 读取物理坐标, 无需转换 */ { tp_read_xy2(&tp_dev.x[0], &tp_dev.y[0]); } else if (tp_read_xy2(&tp_dev.x[0], &tp_dev.y[0])) /* 读取屏幕坐标, 需要转换 */ { /* 将X轴 物理坐标转换成逻辑坐标(即对应LCD屏幕上面的X坐标值) */ tp_dev.x[0] = (signed short)(tp_dev.x[0] - tp_dev.xc) / tp_dev.xfac + lcddev.width / 2; /* 将Y轴 物理坐标转换成逻辑坐标(即对应LCD屏幕上面的Y坐标值) */ tp_dev.y[0] = (signed short)(tp_dev.y[0] - tp_dev.yc) / tp_dev.yfac + lcddev.height / 2; } if ((tp_dev.sta & TP_PRES_DOWN) == 0) /* 之前没有被按下 */ { tp_dev.sta = TP_PRES_DOWN | TP_CATH_PRES; /* 按键按下 */ tp_dev.x[CT_MAX_TOUCH - 1] = tp_dev.x[0]; /* 记录第一次按下时的坐标 */ tp_dev.y[CT_MAX_TOUCH - 1] = tp_dev.y[0]; } } else { if (tp_dev.sta & TP_PRES_DOWN) /* 之前是被按下的 */ { tp_dev.sta &= ~TP_PRES_DOWN; /* 标记按键松开 */ } else /* 之前就没有被按下 */ { tp_dev.x[CT_MAX_TOUCH - 1] = 0; tp_dev.y[CT_MAX_TOUCH - 1] = 0; tp_dev.x[0] = 0xFFFF; tp_dev.y[0] = 0xFFFF; } } return tp_dev.sta & TP_PRES_DOWN; /* 返回当前的触屏状态 */ } /* TP_SAVE_ADDR_BASE定义触摸屏校准参数保存在EEPROM里面的位置(起始地址) * 占用空间 : 13字节. */ #define TP_SAVE_ADDR_BASE 40 /** * @brief 保存校准参数 * @note 参数保存在EEPROM芯片里面(24C02),起始地址为TP_SAVE_ADDR_BASE. * 占用大小为13字节 * @param 无 * @retval 无 */ // void tp_save_adjust_data(void) // { // uint8_t *p = (uint8_t *)&tp_dev.xfac; /* 指向首地址 */ // // /* p指向tp_dev.xfac的地址, p+4则是tp_dev.yfac的地址 // * p+8则是tp_dev.xoff的地址,p+10,则是tp_dev.yoff的地址 // * 总共占用12个字节(4个参数) // * p+12用于存放标记电阻触摸屏是否校准的数据(0X0A) // * 往p[12]写入0X0A. 标记已经校准过. // */ // at24cxx_write(TP_SAVE_ADDR_BASE, p, 12); /* 保存12个字节数据(xfac,yfac,xc,yc) */ // at24cxx_write_one_byte(TP_SAVE_ADDR_BASE + 12, 0X0A); /* 保存校准值 */ // } /** * @brief 获取保存在EEPROM里面的校准值 * @param 无 * @retval 0，获取失败，要重新校准 * 1，成功获取数据 */ // uint8_t tp_get_adjust_data(void) // { // uint8_t *p = (uint8_t *)&tp_dev.xfac; // uint8_t temp = 0; // // /* 由于我们是直接指向tp_dev.xfac地址进行保存的, 读取的时候,将读取出来的数据 // * 写入指向tp_dev.xfac的首地址, 就可以还原写入进去的值, 而不需要理会具体的数 // * 据类型. 此方法适用于各种数据(包括结构体)的保存/读取(包括结构体). // */ // at24cxx_read(TP_SAVE_ADDR_BASE, p, 12); /* 读取12字节数据 */ // temp = at24cxx_read_one_byte(TP_SAVE_ADDR_BASE + 12); /* 读取校准状态标记 */ // // if (temp == 0X0A) // { // return 1; // } // // return 0; // } /* 提示字符串 */ char *const TP_REMIND_MSG_TBL = "Please use the stylus click the cross on the screen.The cross will always move until the screen adjustment is completed."; /** * @brief 提示校准结果(各个参数) * @param xy[5][2]: 5个物理坐标值 * @param px,py : x,y方向的比例因子(约接近1越好) * @retval 无 */ static void tp_adjust_info_show(uint16_t xy[5][2], double px, double py) { uint8_t i; char sbuf[20]; for (i = 0; i < 5; i++) /* 显示5个物理坐标值 */ { sprintf(sbuf, "x%d:%d", i + 1, xy[i][0]); lcd_show_string(40, 160 + (i * 20), lcddev.width, lcddev.height, 16, sbuf, RED); sprintf(sbuf, "y%d:%d", i + 1, xy[i][1]); lcd_show_string(40 + 80, 160 + (i * 20), lcddev.width, lcddev.height, 16, sbuf, RED); } /* 显示X/Y方向的比例因子 */ lcd_fill(40, 160 + (i * 20), lcddev.width - 1, 16, WHITE); /* 清除之前的px,py显示 */ sprintf(sbuf, "px:%0.2f", px); sbuf[7] = 0; /* 添加结束符 */ lcd_show_string(40, 160 + (i * 20), lcddev.width, lcddev.height, 16, sbuf, RED); sprintf(sbuf, "py:%0.2f", py); sbuf[7] = 0; /* 添加结束符 */ lcd_show_string(40 + 80, 160 + (i * 20), lcddev.width, lcddev.height, 16, sbuf, RED); } /** * @brief 触摸屏校准代码 * @note 使用五点校准法(具体原理请百度) * 本函数得到x轴/y轴比例因子xfac/yfac及物理中心坐标值(xc,yc)等4个参数 * 我们规定: 物理坐标即AD采集到的坐标值,范围是0~4095. * 逻辑坐标即LCD屏幕的坐标, 范围为LCD屏幕的分辨率. * * @param 无 * @retval 无 */ void tp_adjust(void) { uint16_t pxy[5][2]; /* 物理坐标缓存值 */ uint8_t cnt = 0; short s1, s2, s3, s4; /* 4个点的坐标差值 */ double px, py; /* X,Y轴物理坐标比例,用于判定是否校准成功 */ uint16_t outtime = 0; cnt = 0; lcd_clear(WHITE); /* 清屏 */ lcd_show_string(40, 40, 160, 100, 16, TP_REMIND_MSG_TBL, RED); /* 显示提示信息 */ tp_draw_touch_point(20, 20, RED); /* 画点1 */ tp_dev.sta = 0; /* 消除触发信号 */ while (1) /* 如果连续10秒钟没有按下,则自动退出 */ { tp_dev.scan(1); /* 扫描物理坐标 */ if ((tp_dev.sta & 0xc000) == TP_CATH_PRES) /* 按键按下了一次(此时按键松开了.) */ { outtime = 0; tp_dev.sta &= ~TP_CATH_PRES; /* 标记按键已经被处理过了. */ pxy[cnt][0] = tp_dev.x[0]; /* 保存X物理坐标 */ pxy[cnt][1] = tp_dev.y[0]; /* 保存Y物理坐标 */ cnt++; switch (cnt) { case 1: tp_draw_touch_point(20, 20, WHITE); /* 清除点1 */ tp_draw_touch_point(lcddev.width - 20, 20, RED); /* 画点2 */ break; case 2: tp_draw_touch_point(lcddev.width - 20, 20, WHITE); /* 清除点2 */ tp_draw_touch_point(20, lcddev.height - 20, RED); /* 画点3 */ break; case 3: tp_draw_touch_point(20, lcddev.height - 20, WHITE); /* 清除点3 */ tp_draw_touch_point(lcddev.width - 20, lcddev.height - 20, RED); /* 画点4 */ break; case 4: lcd_clear(WHITE); /* 画第五个点了, 直接清屏 */ tp_draw_touch_point(lcddev.width / 2, lcddev.height / 2, RED); /* 画点5 */ break; case 5: /* 全部5个点已经得到 */ s1 = pxy[1][0] - pxy[0][0]; /* 第2个点和第1个点的X轴物理坐标差值(AD值) */ s3 = pxy[3][0] - pxy[2][0]; /* 第4个点和第3个点的X轴物理坐标差值(AD值) */ s2 = pxy[3][1] - pxy[1][1]; /* 第4个点和第2个点的Y轴物理坐标差值(AD值) */ s4 = pxy[2][1] - pxy[0][1]; /* 第3个点和第1个点的Y轴物理坐标差值(AD值) */ px = (double)s1 / s3; /* X轴比例因子 */ py = (double)s2 / s4; /* Y轴比例因子 */ if (px < 0) px = -px; /* 负数改正数 */ if (py < 0) py = -py; /* 负数改正数 */ if (px < 0.95 || px > 1.05 || py < 0.95 || py > 1.05 || /* 比例不合格 */ abs(s1) > 4095 || abs(s2) > 4095 || abs(s3) > 4095 || abs(s4) > 4095 || /* 差值不合格, 大于坐标范围 */ abs(s1) == 0 || abs(s2) == 0 || abs(s3) == 0 || abs(s4) == 0 /* 差值不合格, 等于0 */ ) { cnt = 0; tp_draw_touch_point(lcddev.width / 2, lcddev.height / 2, WHITE); /* 清除点5 */ tp_draw_touch_point(20, 20, RED); /* 重新画点1 */ tp_adjust_info_show(pxy, px, py); /* 显示当前信息,方便找问题 */ continue; } tp_dev.xfac = (float)(s1 + s3) / (2 * (lcddev.width - 40)); tp_dev.yfac = (float)(s2 + s4) / (2 * (lcddev.height - 40)); tp_dev.xc = pxy[4][0]; /* X轴,物理中心坐标 */ tp_dev.yc = pxy[4][1]; /* Y轴,物理中心坐标 */ lcd_clear(WHITE); /* 清屏 */ lcd_show_string(35, 110, lcddev.width, lcddev.height, 16, "Touch Screen Adjust OK!", BLUE); /* 校正完成 */ delay_ms(1000); tp_save_adjust_data(); lcd_clear(WHITE); /* 清屏 */ return; /* 校正完成 */ } } delay_ms(10); outtime++; if (outtime > 1000) { tp_get_adjust_data(); break; } } } /** * @brief 触摸屏初始化 * @param 无 * @retval 0,没有进行校准 * 1,进行过校准 */ uint8_t tp_init(void) { GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct; tp_dev.touchtype = 0; /* 默认设置(电阻屏 & 竖屏) */ tp_dev.touchtype |= lcddev.dir & 0X01; /* 根据LCD判定是横屏还是竖屏 */ if (lcddev.id == 0x7796) /* 3.5寸屏有两种，一种屏幕ID为0x5510带电阻触摸屏，一种屏幕ID为0x7796带GT型号的电容触摸屏 */ { if (gt9xxx_init() == 0) /* 初始化GT系列触摸屏成功,即当前3.5寸屏为电容触摸屏 */ { tp_dev.scan = gt9xxx_scan; /* 扫描函数指向GT9147触摸屏扫描 */ tp_dev.touchtype |= 0X80; /* 电容屏 */ return 0; } } if (lcddev.id == 0X5510 || lcddev.id == 0X9806 || lcddev.id == 0X4342 || lcddev.id == 0X4384 || lcddev.id == 0X1018) /* 电容触摸屏,4.3寸/10.1寸屏 */ { gt9xxx_init(); tp_dev.scan = gt9xxx_scan; /* 扫描函数指向GT9147触摸屏扫描 */ tp_dev.touchtype |= 0X80; /* 电容屏 */ return 0; } // else if (lcddev.id == 0X1963 || lcddev.id == 0X7084 || lcddev.id == 0X7016) /* SSD1963 7寸屏或者 7寸800*480/1024*600 RGB屏 */ // { // if (!ft5206_init()) /* 触摸IC是FT系列的就执行ft5206_init函数以及使用ft5206_scan扫描函数 */ // { // tp_dev.scan = ft5206_scan; /* 扫描函数指向FT5206触摸屏扫描 */ // } // else /* 触摸IC是GT系列的就执行gt9xxx_init函数以及使用gt9xxx_scan扫描函数 */ // { // gt9xxx_init(); // tp_dev.scan = gt9xxx_scan; /* 扫描函数指向GT9147触摸屏扫描 */ // } // tp_dev.touchtype |= 0X80; /* 电容屏 */ // return 0; // } // else // { // T_PEN_GPIO_CLK_ENABLE(); /* T_PEN脚时钟使能 */ // T_CS_GPIO_CLK_ENABLE(); /* T_CS脚时钟使能 */ // T_MISO_GPIO_CLK_ENABLE(); /* T_MISO脚时钟使能 */ // T_MOSI_GPIO_CLK_ENABLE(); /* T_MOSI脚时钟使能 */ // T_CLK_GPIO_CLK_ENABLE(); /* T_CLK脚时钟使能 */ // // gpio_init_struct.Pin = T_PEN_GPIO_PIN; // gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_INPUT; /* 输入 */ // gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */ // gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; /* 高速 */ // HAL_GPIO_Init(T_PEN_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化T_PEN引脚 */ // // gpio_init_struct.Pin = T_MISO_GPIO_PIN; // HAL_GPIO_Init(T_MISO_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化T_MISO引脚 */ // // gpio_init_struct.Pin = T_MOSI_GPIO_PIN; // gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; /* 推挽输出 */ // gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */ // gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; /* 高速 */ // HAL_GPIO_Init(T_MOSI_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化T_MOSI引脚 */ // // gpio_init_struct.Pin = T_CLK_GPIO_PIN; // HAL_GPIO_Init(T_CLK_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化T_CLK引脚 */ // // gpio_init_struct.Pin = T_CS_GPIO_PIN; // HAL_GPIO_Init(T_CS_GPIO_PORT, &gpio_init_struct); /* 初始化T_CS引脚 */ // // tp_read_xy(&tp_dev.x[0], &tp_dev.y[0]); /* 第一次读取初始化 */ // // at24cxx_init(); /* 初始化24CXX */ // // if (tp_get_adjust_data()) // { // return 0; /* 已经校准 */ // } // else /* 未校准? */ // { // lcd_clear(WHITE); /* 清屏 */ // tp_adjust(); /* 屏幕校准 */ // tp_save_adjust_data(); // } // // tp_get_adjust_data(); // } return 1; }