GD32F3開發(fā)進(jìn)階教程 課件 ch02觸摸屏實驗

觸摸屏實驗“《GD32F3開發(fā)進(jìn)階教程——基于GD32F303ZET6》第二章01實驗內(nèi)容本章的主要內(nèi)容是學(xué)習(xí)GD32F3果派開發(fā)板上的觸摸屏模塊原理圖，了解觸摸屏檢測原理和GT11510芯片的工作原理最后基于開發(fā)板上的觸摸屏設(shè)計一個可同時支持5點觸控的手寫板，當(dāng)手指在屏幕上劃動時，能夠?qū)崟r顯示劃動軌跡并通過GUI控件將手指觸控的坐標(biāo)顯示在屏幕上，且當(dāng)多點觸控時，每條軌跡將通過不同的顏色表示。實驗內(nèi)容02實驗原理觸摸屏可分為電阻式觸摸屏和電容式觸摸屏，兩種觸摸屏的應(yīng)用范圍與其特點有關(guān)。電阻式觸摸屏具有精確度高、成本較低和穩(wěn)定性好等優(yōu)點，但其缺點是表面易劃破、透光性不好且不支持多點觸控，通常只應(yīng)用在一些需要精確控制或?qū)κ褂铆h(huán)境要求較高的情況下，如工廠車間的工控設(shè)備等。與電阻式觸摸屏不同，電容式觸摸屏支持多點觸控、透光性好，且無須校準(zhǔn)，廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦等便攜式電子設(shè)備中。觸摸屏分類1.觸摸屏的組成結(jié)構(gòu)投射式觸摸屏在結(jié)構(gòu)上主要由3部分組成，如圖2-1所示，從上到下分別為保護(hù)玻璃、ITO面板和基板。觸摸屏的頂部是保護(hù)玻璃，為手指直接接觸的地方，具有保護(hù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的作用。中間的ITO面板是觸摸屏的核心部件，ITO是氧化錫的縮寫，它是一種同時具有導(dǎo)電性和透光性的材料。底部的基板在支撐以上結(jié)構(gòu)的同時與ITO面板連接，一起構(gòu)成觸摸檢測電路。另外，基板上還帶有與觸摸屏控制芯片連接的接口，ITO面板檢測到的電平變化能夠轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)發(fā)送到觸摸屏控制芯片中進(jìn)行處理。投射式觸摸屏工作原理投射式觸摸屏工作原理2.檢測手指坐標(biāo)的原理投按照檢測原理可以分為交互電容型和自我電容型兩種，交互電容型投射式觸摸屏的ITO面板具有特殊結(jié)構(gòu)，為橫縱兩列菱形交錯排列的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(為了區(qū)分明顯，示意圖為黑白雙色，實際的ITO面板為透明結(jié)構(gòu))，如圖2-2所示。交互電容型投射式觸摸屏的ITO面板的XY軸兩組電極之間彼此結(jié)合組成電容，如圖2-2(d)所示。X軸和Y軸的通道數(shù)決定了電容觸摸屏的精度和分辨率，XY軸之間的電容位置決定了XY的坐標(biāo)。這一點和自我電容型觸摸屏不同，自我電容型觸摸屏雖然也有XY軸兩組電極，但是彼此之間是與地構(gòu)成的電容，因此兩者檢測手指坐標(biāo)的原理也不同。GD32F3蘋果派開發(fā)板上板載的觸摸屏屬于交互電容型投射式觸摸屏。投射式觸摸屏工作原理投射式觸摸屏工作原理錒觸摸屏控制芯片的作用為檢測ITO面板電極之間電容的變化，從而得到手指按壓的具體坐標(biāo)，同時將這些坐標(biāo)和狀態(tài)信息進(jìn)行編碼，并保存在芯片內(nèi)部相應(yīng)的寄存器內(nèi)，供微控制器讀取和調(diào)用。開發(fā)板配套觸摸屏使用的控制芯片型號為GT1151Q，觸摸掃描頻率為120Hz,檢測通道有16個驅(qū)動通道和29個感應(yīng)通道，這兩種通道分別對應(yīng)ITO面板的X軸和Y軸電極數(shù)，數(shù)字越大表示檢測坐標(biāo)的精度越高。GT11510最高支持10點觸控。GT1151Q芯片GT1151Q芯片GT1151Q芯片GT1151Q芯片共有58個引腳。GT1151Q芯片GT1151Q常用寄存器010203控制寄存器(0x8040)通過向GT1151Q中的控制寄存器寫入不同的值，可以實現(xiàn)相應(yīng)的操作。配置寄存器(0x8050~0x813B)GT11510共有186個配置寄存器，如表2-3所示，用于設(shè)置和保存配置，通常芯片在出廠時已配置完成，實驗中不需要進(jìn)行修改。產(chǎn)品ID寄存器(0x8140)產(chǎn)品ID寄存器共有4個，本實驗只用到其中1個，如表2-4所示，直接使用IC總線讀取該寄存器即可獲得ASCII編碼的ID值示。GT1151Q常用寄存器GT1151Q常用寄存器GT1151Q常用寄存器0405狀態(tài)寄存器(0x814E)狀態(tài)寄存器用于保存手指觸摸狀態(tài)，即觸點數(shù)目，如表2-5所示,狀態(tài)寄存器需要關(guān)注Bit7和Bit0~Bit3,Bit7為標(biāo)志位，當(dāng)有手指按下時該位為1，注意，此位不會自動清零。坐標(biāo)寄存器(0x8150、0x8158、0x8160、0x8168、0x8170等)坐標(biāo)寄存器用于保存觸點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，GT1151Q芯片共有60個坐標(biāo)寄存器，每個點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)分別由6個寄存器保存，最多可同時支持0個觸點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)的保存。X和Y標(biāo)分別由2個寄存器保存各自的坐標(biāo)值，其余2個存器用于計算XY坐標(biāo)的數(shù)據(jù)大小。GT1151Q常用寄存器GT1151Q常用寄存器03實驗代碼解析1.GT1151Q.h文件在GT11510h文件的“宏定義”區(qū)，定義了8個常量。2.GT1151Q.c文件在GT1151Q.c文件的“內(nèi)部變量定義”區(qū)，定義了1個C結(jié)構(gòu)體。GT1151Q文件對下面按照順序解釋說明IitGT11510函數(shù)中的語句。(1)第6行代碼:通過ConfigGT11510GPIO函數(shù)配置所要使用的GPIO。(2)第12至18行代碼：初始化I2C結(jié)構(gòu)體。(3)第24至32行代碼:讀取片ID并通過口打印。GT1151Q文件對1.Touch.h文件下面按照順序解釋說明其中的語句。(1)第2至7行代碼:定了StructTouchPoint結(jié)構(gòu)體，用于存儲觸摸點的標(biāo)數(shù)據(jù)。(2)第10至15行代碼:定了StructTouchDev結(jié)構(gòu)體用于存觸摸點數(shù)和觸摸狀態(tài)。Touch文件對2.Touch.c文件下面按照順序解釋說明InitTouch函數(shù)中的語句。(1)第6行代碼:通過調(diào)用InitGT1151Q函數(shù)來初始化觸摸控制芯片GT1151Q。(2)第9至16行代碼:對觸摸設(shè)備結(jié)體sstructTouchDev的參數(shù)進(jìn)行初始化操作。Touch文件對Canvas.h文件在Canvash文件的“API函數(shù)聲明”區(qū)，聲明了2個AP函數(shù)。InitCanvas函數(shù)用于初始化畫布，CanvasTask函數(shù)用于創(chuàng)建畫布任務(wù)。Canvas.c文件在Canvas.c文件的“內(nèi)部變量定義”區(qū)，定義了3個內(nèi)部靜態(tài)變量，s_arLineColor用于控制線條顏色，s_arrText用于顯示文本，s_pTouchDev用于保存觸點數(shù)目和觸點坐標(biāo)信息。Canvas文件對下面按照順序解釋說明InitCanvas函數(shù)中的語句。(1)第4至5行代碼:通過LCDDisplavDir和LCDClear函數(shù)設(shè)置LCD的顯示方式。(2)第8行代碼:通過背景繪制函數(shù)DisplayBackground顯示藍(lán)色背景圖片。(3)第11行代碼:通過CrateText函數(shù)繪制面板中的文本控件，用于顯示觸摸點的坐標(biāo)。(4)第14行代碼:通過GetTouchDev函數(shù)獲取觸摸屏掃描設(shè)備結(jié)構(gòu)體地址，從而獲取觸點數(shù)目和觸點坐標(biāo)。Canvas文件對下面按照順序解釋說明CanvasTask函數(shù)中的語句。(1)第11行代碼:for循環(huán)用于循環(huán)檢測觸點，并在屏幕上畫線。(2)第14行代碼:判斷是否有手指按下,有則將觸點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)通過第20行代碼的setText函數(shù)顯示在坐標(biāo)顯示區(qū)。(3)第42至81行代碼:通過DrawPoint畫點函數(shù)畫出觸摸到的第一個點，當(dāng)觸點坐標(biāo)變化的時候，通過畫線函數(shù)DrawLine將前后兩個坐標(biāo)點進(jìn)行連接。隨著手指劃動，觸點坐標(biāo)不斷變化，重復(fù)上述過程即可完成畫軌跡操作。Canvas文件對Main.c文件ProclmsTask函數(shù)的實現(xiàn)代碼如程序清單2-24所示。下載程序并進(jìn)行復(fù)位可以看到GD32F3果