Stm32F103电阻触摸屏

1、原理：
lcd屏与触摸屏中间有支撑点将两层导电涂料隔开，当某点按下时，使得两层涂料接触，平常绝缘的两层导电层在触摸点位置就有了一个接触，控制器侦测到这个接通后，其中一面导电层接通У轴方向的5Ⅴ均匀电压场，另一导电层将接触点的电压引至控制卡进行A/D转换，得到电压值后与5Ⅴ相比即可得触摸点的у轴坐标，同理得出Χ轴的坐标
2、驱动芯片XPT2046：
（1）采用SPI三线制通信接口
（2）原理框图：
利用控制逻辑控制四个MOS管导通和截止，从而实现测量按下的x轴坐标以及按下的Y轴坐标（XN,YN,XP,YP接触摸屏）
（3）管脚：
BUSY：高电平，忙
~CS：低电平有效
DIN：上升沿采集数据
DCLK：时钟线
~PENIRQ:笔接触引脚，低电平有效
DOUT:下降沿准备数据
（4）时序图：
顺序图：
时序图：

第一，确认初始状态：
~CS：高电平
DCLK:低电平
DIN:低电平
第二，MCU发送8位数据给XPT2046，XPT2046返回16位数据给MCU
根据时序图写伪代码：

unsigned char SPI_WriteReadByte(unsigned char  dat)
{
   
    
unsigned char i = 0;
unsigned char temp = 0;
unsigned short read_data = 0x00;
CS=0;
for(i=0;i<8;i++) 
	{
   
    
	SCK=0;
  temp=((dat&0x80)==0x80)?1:0;
  dat= dat<<1;	
	SI=temp;
	SCK=1;//XPT2046开始读数据
	}
		SCK=0;
		SCK=1;
		//此周期是为了过滤忙信号
for(i=0;i<16;i++)
{
   
    
	SCK=0;//xpt2046准备数据
	delayus(1);//延时，为了使xpt2046将数据准备好
	SCK=1;//上升沿，MCU开始准备读取数据
  read_data <<=1;
  read_data|=(unsigned char)SO; 
 }
 SCK=0;
 CS=1;
return (read_data>>=4);
}

（5）命令：
测量Y轴坐标：ox90；测量X轴坐标：0xD0;
3、触摸屏的驱动程序思路：
（1）硬件连接：
（2）程序设计思路：

4、电阻式触摸屏校正：
（1）目的：为了让触摸屏和LCD屏建立连接关系，在触摸屏上对应图标按下，表示当前真的在图标位置按下。
（2）LCD和触摸屏属于线性坐标系
（3）LCD屏与触摸屏的线性坐标系的原点不在同一位置，且线性关系不一样
（4）LCD坐标：x：0-320 y:0-480；触摸屏坐标：x：0-4096 y：0-4096
（5）当前两个坐标系中，X=ax+b；Y=cy+d；需要计算的值为a、b、c和d。利用一条横线的两个点可求出a和b；利用一条竖线的两个点可求出c和d。
计算公式，求a、b为例（c、d同理）：X1=ax1+b；X2=ax2+b；a=（X1-X2）/（x1-x2）；b=（（X1-X2）-a（x1-x2））/2
具体程序：

tp_dev.xfac=(float)(lcddev.width-40)/(pos_temp[1][0]-pos_temp[0][0]);//得到xfac		 
tp_dev.xoff=(lcddev.width-tp_dev.xfac*(pos_temp[1][0]+pos_temp[0][0]))/2;//得到xoff 
tp_dev.yfac=(float)(lcddev.height-40)/(pos_temp[2][1]-pos_temp[0][1]);//得到yfac
tp_dev.yoff=(lcddev.height-tp_dev.yfac*(pos_temp[2][1]+pos_temp[0][1]))/2;//得到yoff 

（6）读取xy坐标取平均值程序（读取5次舍弃最小值与最大值取平均从而提高精度）：

u16 TP_Read_XOY(u8 xy)
{
   
    
	u16 i, j;
	u16 buf[5];
	u16 sum=0;
	u16 temp;
	for(i=0;i<5;i++)buf[i]=TP_Read_AD(xy);		 		    
	for(i=0;i<4; i++)//排序
	{
   
    
		for(j=i+1;j<5;j++)
		{
   
    
			if(buf[i]>buf[j])//升序排列
			{
   
    
				temp=buf[i];
				buf[i]=buf[j];
				buf[j]=temp;
			}
		}
	}	  
	sum=0;
	for(i=1;i<5-1;i++)sum+=buf[i];
	temp=sum/(3);
	return temp;   
} 

（7）限定误差范围提高精度程序：

//读取x,y坐标
//最小值不能少于100.
//x,y:读取到的坐标值
//返回值:0,失败;1,成功。
u8 TP_Read_XY(u16 *x,u16 *y)
{
   
    
	u16 xtemp,ytemp;			 	 		  
	xtemp=TP_Read_XOY(CMD_RDX);
	ytemp=TP_Read_XOY(CMD_RDY);	  												   
	//if(xtemp<100||ytemp<100)return 0;//读数失败
	*x=xtemp;
	*y=ytemp;
	return 1;//读数成功
}
//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<x2+ERR_RANGE)||(x1<=x2&&x2<x1+ERR_RANGE))//前后两次采样在+-50内
    &&((y2<=y1&&y1<y2+ERR_RANGE)||(y1<=y2&&y2<y1+ERR_RANGE)))
    {
   
    
        *x=(x1+x2)/2;
        *y=(y1+y2)/2;
        return 1;
    }else return 0;	  
}

（8）触摸按键扫描程序：

u8 TP_Scan(u8 tp)
{
   
    			   
	if(PEN==0)//有按键按下
	{
   
    
		if(tp)TP_Read_XY2(&tp_dev.x[0],&tp_dev.y[0]);//读取物理坐标
		else if(TP_Read_XY2(&tp_dev.x[0],&tp_dev.y[0]))//读取屏幕坐标
		{
   
    
	 		tp_dev.x[0]=tp_dev.xfac*tp_dev.x[0]+tp_dev.xoff;//将结果转换为屏幕坐标
			tp_dev.y[0]=tp_dev.yfac*tp_dev.y[0]+tp_dev.yoff;  
	 	} 
		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[4]=tp_dev.x[0];//记录第一次按下时的坐标
			tp_dev.y[4]=tp_dev.y[0];  	   			 
		}			   
	}else
	{
   
    
		if(tp_dev.sta&TP_PRES_DOWN)//之前是被按下的
		{
   
    
			tp_dev.sta&=~(1<<7);//标记按键松开	
		}else//之前就没有被按下
		{
   
    
			tp_dev.x[4]=0;
			tp_dev.y[4]=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
}	

（9）电阻触摸屏校正程序：

void TP_Adjust(void)
{
   
    								 
	u16 pos_temp[4][2];//坐标缓存值
	u8  cnt=0;	
	u16 d1,d2;
	u32 tem1,tem2;
	double fac; 	
	u16 outtime=0;
 	cnt=0;				
	POINT_COLOR=BLUE;
	BACK_COLOR =WHITE;
	LCD_Clear(WHITE);//清屏   
	POINT_COLOR=RED;//红色 
	LCD_Clear(WHITE);//清屏 	   
	POINT_COLOR=BLACK;
	LCD_ShowString(40,40,160,100,16,(u8*)TP_REMIND_MSG_TBL);//显示提示信息
	TP_Drow_Touch_Point(20,20,RED);//画点1 
	tp_dev.sta=0;//消除触发信号 
	tp_dev.xfac=0;//xfac用来标记是否校准过,所以校准之前必须清掉!以免错误	 
	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&0xc0)==TP_CATH_PRES)//按键按下了一次(此时按键松开了.)
		{
   
    	
			outtime=0;		
			tp_dev.sta&=~(1<<6);//标记按键已经被处理过了.
						   			   
			pos_temp[cnt][0]=tp_dev.x[0];
			pos_temp[cnt][1]=tp_dev.y[0];
			cnt++;	  
			switch(cnt)
			{
   
    			   
				case 1:						 
					TP_Drow_Touch_Point(20,20,WHITE);				//清除点1 
					TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,20,RED);	//画点2
					break;
				case 2:
 					TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,20,WHITE);	//清除点2
					TP_Drow_Touch_Point(20,lcddev.height-20,RED);	//画点3
					break;
				case 3:
 					TP_Drow_Touch_Point(20,lcddev.height-20,WHITE);			//清除点3
 					TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,RED);	//画点4
					break;
				case 4:	 //全部四个点已经得到
	    		    //对边相等
					tem1=abs(pos_temp[0][0]-pos_temp[1][0]);//x1-x2
					tem2=abs(pos_temp[0][1]-pos_temp[1][1]);//y1-y2
					tem1*=tem1;
					tem2*=tem2;
					d1=sqrt(tem1+tem2);//得到1,2的距离
					
					tem1=abs(pos_temp[2][0]-pos_temp[3][0]);//x3-x4
					tem2=abs(pos_temp[2][1]-pos_temp[3][1]);//y3-y4
					tem1*=tem1;
					tem2*=tem2;
					d2=sqrt(tem1+tem2);//得到3,4的距离
					fac=(float)d1/d2;
					if(fac<0.95||fac>1.05||d1==0||d2==0)//不合格
					{
   
    
						cnt=0;
 				    	TP_Drow_Touch_Point(lcddev.width-20,lcddev.height-20,WHITE)<