【正点原子Linux连载】第二十八章 多点电容触摸屏实验 -摘自【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V...
时间：2022-09-29 14:00:01
1)实验平台:正原子阿尔法Linux开发板
2)平台采购地址：https://item.taobao.com/item.htm?id=603672744434
2)全套实验源码 手册 视频下载地址：http://www.openedv.com/thread-300792-1-1.html
3)正点原子Linux感兴趣的学生可以加入小组讨论：935446741
4)关注正点原子微信官方账号，获取最新信息更新
第二十八章 多点电容触摸屏实验
随着智能手机的发展，电容式触摸屏也发展迅速。与电阻触摸屏相比，电容触摸屏有许多优点，如支持多点触摸，无需按压，只需轻轻触摸即可反应。ALIENTEK的三款RGB LCD本章支持多点电容触摸屏幕ATK7016这款RGB LCD以屏幕为例，解释如何驱动电容触摸屏，并获得相应的触摸坐标值。 28.1 多点电容触摸简介
触摸屏已经存在很久了。一开始是电阻触摸屏。电阻触摸屏只能单点触摸，广泛应用于以往的学习机和功能机时代。苹果于2007年1月9日发布了划时代的第一代Iphone，也就是Iphone 2G，Iphone 2G多点电容电容触摸屏，当时的手机基本上使用电阻触摸屏。电容式触摸屏卓越的触摸质量和手感瞬间征服了消费者，给手机触摸屏带来了巨大的变化。后面的新手机也采用了多点电容式触摸屏。和电阻触摸屏相比，电容触摸屏最大的优点是支持多点触摸(后面的电阻屏也支持多点触摸，但是为时已晚)，电容屏只需要手指轻触即可，而电阻屏是需要手指给予一定的压力才有反应，而且电容屏不需要校准。如今，多点电容触摸屏已广泛应用于手机、平板电脑、电脑、广告机等领域。如果要开发人机交互设备，基本上不可能绕过多点电容触摸屏。因此，本章将学习如何使用多点触摸屏，如何获得多点触摸值。我们不研究电容屏幕的物理原理。毕竟，我们不开发电容屏幕，而是电容屏幕的用户。我们只需要注意如何使用电容屏幕，如何获得更多的触摸坐标值。ALIENTEK的三款RGB LCD屏幕支持5点电容触摸屏，本章我们也使用ATK-以7016为例，解释如何使用多点电容触摸屏。
ATK-其实这个屏幕是7016的原因TFT LCD 联合触摸屏。底下是LCD面板，上面是触摸面板，两个包装在一起变成了带有触摸屏的LCD屏幕。电容式触摸屏也需要驱动IC的，驱动IC一般提供一个I2C接口给主控制器，主控制器可以通过I2C接口读取驱动器IC触摸坐标数据。ATK-7016、ATK-7084这两个屏幕的触摸控制IC是FT5426，ATK-4342使用的驱动IC是GT9147。触摸这三个电容屏IC都是I2C接口的使用方法基本相同。
FT5426这款驱动IC采用15*28驱动结构，即15个感应通道，28个驱动通道，最多支持5点电容触摸。ATK-7016电容触摸屏有4个部分IO连接主控制器：SCL、SDA、RST和INT，SCL和SDA是I2C引脚，RST是复位引脚，INT中断引脚。一般通过INT引脚通知主控制器按下触点，然后在INT在中断服务函数中读取触摸数据。也可以不使用中断功能，通过轮询不断查询是否有触轮询。本章实验采用中断获取触摸数据。
和所有的I2C器件一样，FT5426还通过读写寄存器完成初始化和触摸坐标数据读取，I.MX6U的I2C我们的主要工作是读写FT5426的寄存器。FT5426的I2C设备地址为0X38，FT5426有很多寄存器，本章只用到其中一部分，如表28.1.1.1所示：
寄存器地址 位 寄存器功能 描述
0X00 [6:4] 模式寄存器 设置FT5426工作模式：
正常模式：正常模式。
001:系统信息模式
100:测试模式。
0X02 [3:0] 接触状态寄存器 记录多少个触摸点，
有效值为1~5。
0X03 [7:6] 第一个触摸点X坐标高数据 事件标志：
00：按下。
01：抬起
10：接触
11：保留
[3:0] X轴坐值高4位。
0X04 [7:0] 第一个触摸点X坐标低数据 X轴坐值低8位
0X05 [7:4] 第一个触摸点Y坐标高数据 触摸点的ID。
[3:0] Y轴坐标高4位
0X06 [7:0] 第一个触摸点Y坐标低数据 Y轴坐标低8位
0X09 [7:6] 第二个触摸点X坐标高数据 与寄存器0X03含义相同。
[3:0]
0X0A [7:0] 第二个触摸点X坐标低位数据 与寄存器0X04含义相同。
0X0B [7:4] 第二个触摸点Y坐标高数据 与寄存器0X05含义相同。
[3:0]
0X0C [7:0] 第二个触摸点Y坐标低数据 与寄存器0X06含义相同
0X0F [7:6] 第三个触摸点X坐标高数据 与寄存器0X03含义相同。
[3:0]
0X10 [7:0] 第三个触摸点X坐标低数据 与寄存器0X04含义相同。
0X11 [7:4] 第三个触摸点Y坐标高数据 与寄存器0X05含义相同。
[3:0]
0X12 [7:0] 第三个触摸点Y坐标低数据 与寄存器0X06含义相同
0X15 [7:6] 第四个触摸点X坐标高数据 与寄存器0X03含义相同。
[3:0]
0X16 [7:0] 第四个触摸点X坐标低数据 与寄存器0X04含义相同。
0X17 [7:4] 第四个触摸点Y坐标高数据 与寄存器0X05含义相同。
[3:0]
0X18 [7:0] 第四个触摸点Y坐标低数据 与寄存器0X06含义相同
0X1B [7:6] 第五个触摸点X坐标高数据 与寄存器0X03含义相同。
[3:0]
0X1C [7:0] 第五个触摸点X坐标低数据 与寄存器0X04含义相同。
0X1D [7:4] 第五个触摸点Y坐标高数据 与寄存器0X05含义相同。
[3:0]
0X1E [7:0] 第五个触摸点Y坐标低数据 与寄存器0X06含义相同
0XA1 [7:0] 版本寄存器 版本高字节
0XA2 [7:0] 版本低字节
0XA4 [7:0] 中断模式寄存器 设置中断模式：
0：轮询模式
1：触发模式
表28.1.1.1 FT5426使用的寄存器表
表28.1.1.1是我们将在本章实验中使用的寄存器。关于触摸屏和FT5426知识到此为止。
28.2 硬件原理分析
本试验使用的资源如下：
①、指示灯LED0。
②、 RGB LCD屏幕。
③、触摸屏
④、串口
触摸屏是和RGB LCD屏幕在一起，所以触摸屏也在RGB LCD连接在接口上I.MX6U-ALPHA开发板底板上的原理图如图28所示.2.1所示：
图28.2.1 触摸屏原理图
从图28.2.1.触摸屏连接I.MX6U的I2C2，INT引脚连接着I.MX6U的GPIO1_IO9，RST引脚连接着I.MX6U的SNVS_TAMPER9.在本章实验中，中断读取触摸点数量和触摸点坐标数据，并在本章实验中显示LCD上。
28.3 编写实验程序
本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 1、裸机例程-> 19_touchscreen。
本章实验在上一章例程的基础上完成，工程名称变更为touchscreen”，然后在bsp文件夹创建名称为文件夹touchscreen文件bsp/ touchscreen中新建bsp_ft5xx6.c和bsp_ft5xx6.h这两个文件，在bsp_ft5xx6.h输入以下内容：
示例代码28.3.1 bsp_ft5xx6.h文件代码 1 #ifndef _FT5XX6_H 2 #define _FT5XX6_H 3 /*************************************************************** 4 Copyright ? zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved. 5 文件名 : bsp_ft5xx6.h 6 作者 : 左忠凯 7 版本 : V1.0 8 描述 : 触摸屏驱动头文件，触摸芯片为FT5xx6, 9 包括FT5426和FT5406。 10 其他 : 无 11 论坛 : www.openedv.com 12 日志 : 初版V1.0 2019/1/21 左忠凯创建 13 ***************************************************************/ 14 #include "imx6ul.h" 15 #include "bsp_gpio.h"
16
17 /* 宏定义 */
18 #define FT5426_ADDR 0X38 /* FT5426设备地址 */
19
20 #define FT5426_DEVICE_MODE 0X00 /* 模式寄存器 */
21 #define FT5426_IDGLIB_VERSION 0XA1 /* 固件版本寄存器 */
22 #define FT5426_IDG_MODE 0XA4 /* 中断模式 */
23 #define FT5426_TD_STATUS 0X02 /* 触摸状态寄存器 */
24 #define FT5426_TOUCH1_XH 0X03 /* 触摸点坐标寄存器, 25 * 一个触摸点用4个寄存器*/
26
27 #define FT5426_XYCOORDREG_NUM 30 /* 触摸点坐标寄存器数量 */
28 #define FT5426_INIT_FINISHED 1 /* 触摸屏初始化完成 */
29 #define FT5426_INIT_NOTFINISHED 0 /* 触摸屏初始化未完成 */
30
31 #define FT5426_TOUCH_EVENT_DOWN 0x00 /* 按下 */
32 #define FT5426_TOUCH_EVENT_UP 0x01 /* 释放 */
33 #define FT5426_TOUCH_EVENT_ON 0x02 /* 接触 */
34 #define FT5426_TOUCH_EVENT_RESERVED 0x03 /* 没有事件 */
35
36 /* 触摸屏结构体 */
37 struct ft5426_dev_struc
38 {
39 unsigned char initfalg; /* 触摸屏初始化状态 */
40 unsigned char intflag; /* 标记中断有没有发生 */
41 unsigned char point_num; /* 触摸点 */
42 unsigned short x[5]; /* X轴坐标 */
43 unsigned short y[5]; /* Y轴坐标 */
44 };
45
46 extern struct ft5426_dev_struc ft5426_dev;
47
48 /* 函数声明 */
49 void ft5426_init(void);
50
51 void gpio1_io9_irqhandler(void);
52 unsigned char ft5426_write_byte(unsigned char addr,
unsigned char reg,
unsigned char data);
53 unsigned char ft5426_read_byte(unsigned char addr,
unsigned char reg);
54 void ft5426_read_len(unsigned char addr,unsigned char reg,
unsigned char len,unsigned char *buf);
55 void ft5426_read_tpnum(void);
56 void ft5426_read_tpcoord(void);
57 #endif
文件bsp_ft5xx6.h文件中先是定义了FT5426的设备地址、寄存器地址和一些触摸点状态宏，然后在第37行定义了一个结构体ft5426_dev_struc，此结构体用来保存触摸信息，最后就是一些函数声明。接下来在bsp_ft5xx6.c中输入如下所示内容：
示例代码28.3.2 bsp_ft5xx6.c文件代码
/*************************************************************** Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved. 文件名 : bsp_ft5xx6.c 作者 : 左忠凯 版本 : V1.0 描述 : 触摸屏驱动文件,触摸芯片为FT5xx6, 包括FT5426和FT5406。 其他 : 无 论坛 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/1/21 左忠凯创建 ***************************************************************/
1 #include "bsp_ft5xx6.h"
2 #include "bsp_i2c.h"
3 #include "bsp_int.h"
4 #include "bsp_delay.h"
5 #include "stdio.h"
6
7 struct ft5426_dev_struc ft5426_dev;
8
9 /* 10 * @description : 初始化触摸屏，其实就是初始化FT5426 11 * @param : 无 12 * @return : 无 13 */
14 void ft5426_init(void)
15 {
16 unsigned char reg_value[2];
17
18 ft5426_dev.initfalg = FT5426_INIT_NOTFINISHED;
19
20 /* 1、初始化IIC2 IO 21 * I2C2_SCL -> UART5_TXD 22 * I2C2_SDA -> UART5_RXD 23 */
24 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART5_TX_DATA_I2C2_SCL, 1);
25 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART5_RX_DATA_I2C2_SDA, 1);
26 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART5_TX_DATA_I2C2_SCL, 0x70B0);
27 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART5_RX_DATA_I2C2_SDA, 0X70B0);
28
29 /* 2、初始化触摸屏中断IO和复位IO */
30 gpio_pin_config_t ctintpin_config;
31 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO09_GPIO1_IO09,0);
32 IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER9_GPIO5_IO09,0);
33 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO09_GPIO1_IO09,0xF080);
34 IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER9_GPIO5_IO09,0X10B0);
35
36 /* 中断IO初始化 */
37 ctintpin_config.direction = kGPIO_DigitalInput;
38 ctintpin_config.interruptMode = kGPIO_IntRisingOrFallingEdge;
39 gpio_init(GPIO1, 9, &ctintpin_config);
40
41 GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_0_15_IRQn); /* 使能GIC中对应的中断 */
42 system_register_irqhandler(GPIO1_Combined_0_15_IRQn,
(system_irq_handler_t)gpio1_io9_irqhandler,
NULL); /* 注册中断服务函数 */
43 gpio_enableint(GPIO1, 9); /* 使能GPIO1_IO09的中断功能 */
44
45 /* 复位IO初始化 */
46 ctintpin_config.direction=kGPIO_DigitalOutput;
47 ctintpin_config.interruptMode=kGPIO_NoIntmode;
48 ctintpin_config.outputLogic=1;
49 gpio_init(GPIO5, 9, &ctintpin_config);
50
51 /* 3、初始化I2C */
52 i2c_init(I2C2);
53
54 /* 4、初始化FT5426 */
55 gpio_pinwrite(GPIO5, 9, 0); /* 复位FT5426 */
56 delayms(20);
57 gpio_pinwrite(GPIO5, 9, 1); /* 停止复位FT5426 */
58 delayms(20);
59 ft5426_write_byte(FT5426_ADDR, FT5426_DEVICE_MODE, 0);
60 ft5426_write_byte(FT5426_ADDR, FT5426_IDG_MODE, 1);
61 ft5426_read_len(FT5426_ADDR, FT5426_IDGLIB_VERSION, 2,
reg_value);
62 printf("Touch Frimware Version:%#X\r\n",
((unsigned short)reg_value[0] << 8) + reg_value[1]);
63 ft5426_dev.initfalg = FT5426_INIT_FINISHED; /* 标记初始化完成 */
64 ft5426_dev.intflag = 0;
65 }
66
67 /* 68 * @description : GPIO1_IO9最终的中断处理函数 69 * @param : 无 70 * @return : 无 71 */
72 void gpio1_io9_irqhandler(void)
73 {
74 if(ft5426_dev.initfalg == FT5426_INIT_FINISHED)
75 {
76 //ft5426_dev.intflag = 1;
77 ft5426_read_tpcoord();
78 }
79 gpio_clearintflags(GPIO1, 9); /* 清除中断标志位 */
80 }
81
82 /* 83 * @description : 向FT5426写入数据 84 * @param – addr : 设备地址 85 * @param - reg : 要写入的寄存器 86 * @param – data : 要写入的数据 87 * @return : 操作结果 88 */
89 unsigned char ft5426_write_byte(unsigned char addr,
unsigned char reg,
unsigned char data)
90 {
91 unsigned char status=0;
92 unsigned char writedata=data;
93 struct i2c_transfer masterXfer;
94
95 /* 配置I2C xfer结构体 */
96 masterXfer.slaveAddress = addr; /* 设备地址 */
97 masterXfer.direction = kI2C_Write; /* 写入数据 */
98 masterXfer.subaddress = reg; /* 要写入的寄存器地址 */
99 masterXfer.subaddressSize = 1; /* 地址长度一个字节 */
100 masterXfer.data = &writedata; /* 要写入的数据 */
101 masterXfer.dataSize = 1; /* 写入数据长度1个字节 */
102
103 if(i2c_master_transfer(I2C2, &masterXfer))
104 status=1;
105
106 return status;
107 }
108
109 /* 110 * @description : 从FT5426读取一个字节的数据 111 * @param – addr : 设备地址 112 * @param - reg : 要读取的寄存器 113 * @return : 读取到的数据。 114 */
115 unsigned char ft5426_read_byte(unsigned char addr,
unsigned char reg)
116 {
117 unsigned char val=0;
118
119 struct i2c_transfer masterXfer;
120 masterXfer.slaveAddress = addr; /* 设备地址 */
121 masterXfer.direction = kI2C_Read; /* 读取数据 */
122 masterXfer.subaddress = reg; /* 要读取的寄存器地址 */
123 masterXfer.subaddressSize = 1; /* 地址长度一个字节 */
124 masterXfer.data = &val; /* 接收数据缓冲区 */
125 masterXfer.dataSize = 1; /* 读取数据长度1个字节 */
126 i2c_master_transfer(I2C2, &masterXfer);
127 return val;
128 }
129
130 /* 131 * @description : 从FT5429读取多个字节的数据 132 * @param – addr : 设备地址 133 * @param - reg : 要读取的开始寄存器地址 134 * @param - len : 要读取的数据长度. 135 * @param - buf : 读取到的数据缓冲区 136 * @return : 无 137 */
138 void ft426_read_len(unsigned char addr,unsigned char reg,
unsigned char len,unsigned char *buf)
139 {
140 struct i2c_transfer masterXfer;
141
142 masterXfer.slaveAddress = addr; /* 设备地址 */
143 masterXfer.direction = kI2C_Read; /* 读取数据 */
144 masterXfer.subaddress = reg; /* 要读取的寄存器地址 */
145 masterXfer.subaddressSize = 1; /* 地址长度一个字节 */
146 masterXfer.data = buf; /* 接收数据缓冲区 */
147 masterXfer.dataSize = len; /* 读取数据长度 */
148 i2c_master_transfer(I2C2, &masterXfer);
149 }
150
151 /* 152 * @description : 读取当前触摸点个数 153 * @param : 无 154 * @return : 无 155 */
156 void ft5426_read_tpnum(void)
157 {
158 ft5426_dev.point_num = ft5426_read_byte(FT5426_ADDR,
FT5426_TD_STATUS);
159 }
160
161 /* 162 * @description : 读取当前所有触摸点的坐标 163 * @param : 无 164 * @return : 无 165 */
166 void ft5426_read_tpcoord(void)
167 {
168 unsigned char i = 0;
169 unsigned char type = 0;
170 //unsigned char id = 0;
171 unsigned char pointbuf[FT5426_XYCOORDREG_NUM];
172
173 ft5426_dev.point_num = ft5426_read_byte(FT5426_ADDR,
FT5426_TD_STATUS);
174
175 /* 176 * 从寄存器FT5426_TOUCH1_XH开始，连续读取30个寄存器的值， 177 * 这30个寄存器保存着5个点的触摸值，每个点占用6个寄存器。 178 */
179 ft5426_read_len(FT5426_ADDR, FT5426_TOUCH1_XH,
FT5426_XYCOORDREG_NUM, pointbuf);
180 for(i = 0; i < ft5426_dev.point_num ; i++)
181 {
182 unsigned char *buf = &pointbuf[i * 6];
183 ft5426_dev.x[i] = ((buf[2] << 8) | buf[3]) & 0x0fff;
184 ft5426_dev.y[i] = ((buf[0] << 8) | buf[1]) & 0x0fff;
185 type = buf[0] >> 6; /* 获取触摸类型 */
186 //id = (buf[2] >> 4) & 0x0f;
187 if(type == FT5426_TOUCH_EVENT_DOWN || type ==
FT5426_TOUCH_EVENT_ON )/* 按下 */
188 {
189
190 } else {
/* 释放 */
191
192 }
193 }
194 }
文件bsp_ft5xx6.c中有7个函数，我们依次来看一下这7个函数。第1个是函数ft5426_init，此函数是ft5426的初始化函数，此函数先初始化FT5426所使用的I2C2接口引脚、复位引脚和中断引脚。接下来使能了FT5426所使用的中断，并且注册了中断处理函数，最后初始化了I2C2和FT5426。第2个函数是gpio1_io9_irqhandler，这个是FT5426的中断引脚中断处理函数，在此函数中会读取FT5426内部的触摸数据。第3和第4个函数分别为ft5426_write_byte和ft5426_read_byte，函数ft5426_write_byte用于向FT5426的寄存器写入指定的值，函数ft5426_read_byte用于读取FT5426指定寄存器的值。第5个函数是ft5426_read_len，此函数也是从FT5426的指定寄存器读取数据，但是此函数是读取数个连续的寄存器。第6个函数是ft5426_read_tpnum，此函数用于获取FT5426当前有几个触摸点有效，也就是触摸点个数。最后一个函数是ft5426_read_tpcoord，此函数就是读取FT5426各个触摸点坐标值的。
最后在main.c中输入如下内容：
示例代码28.3.3 main.c文件代码
/************************************************************** Copyright © zuozhongkai Co., Ltd. 1998-2019. All rights reserved. 文件名 : main.c 作者 : 左忠凯 版本 : V1.0 描述 : I.MX6U开发板裸机实验20 触摸屏实验 其他 : I.MX6U-ALPHAL推荐使用正点原子-7寸LCD，此款LCD支持5点电容触摸， 本节我们就来学习如何驱动LCD上的5点电容触摸屏。 论坛 : www.openedv.com 日志 : 初版V1.0 2019/1/21 左忠凯创建 **************************************************************/
1 #include "bsp_clk.h"
2 #include "bsp_delay.h"
3 #include "bsp_led.h"
4 #include "bsp_beep.h"
5 #include "bsp_key.h"
6 #include "bsp_int.h"
7 #include "bsp_uart.h"
8 #include "bsp_lcd.h"
9 #include "bsp_lcdapi.h"
10 #include "bsp_rtc.h"
11 #include "bsp_ft5xx6.h"
12 #include "stdio.h"
13
14 /* 15 * @description : 使能I.MX6U的硬件NEON和FPU 16 * @param : 无 17 * @return : 无 18 */
19 void imx6ul_hardfpu_enable(void)
20 {
21 uint32_t cpacr;
22 uint32_t fpexc;
23
24 /* 使能NEON和FPU */
25 cpacr = __get_CPACR();
26 cpacr = (cpacr & ~(CPACR_ASEDIS_Msk | CPACR_D32DIS_Msk))
27 | (3UL << CPACR_cp10_Pos) | (3UL << CPACR_cp11_Pos);
28 __set_CPACR(cpacr);
29 fpexc = __get_FPEXC();
30 fpexc |= 0x40000000UL;
31 __set_FPEXC(fpexc);
32 }
33
34 /* 35 * @description : main函数 36 * @param : 无 37 * @return : 无 38 */
39 int main(void)
40 {
41 unsigned char i = 0;
42 unsigned char state = OFF;
43
44 imx6ul_hardfpu_enable(); /* 使能I.MX6U的硬件浮点 */
45 int_init(); /* 初始化中断(一定要最先调用！) */
46 imx6u_clkinit(); /* 初始化系统时钟 */
47 delay_init(); /* 初始化延时 */
48 clk_enable(); /* 使能所有的时钟 */
49 led_init(); /* 初始化led */
50 beep_init(); /* 初始化beep */
51 uart_init(); /* 初始化串口，波特率115200 */
52 lcd_init(); /* 初始化LCD */
53 ft5426_init(); /* 初始化触摸屏 */
54
55 tftlcd_dev.forecolor = LCD_RED;
56 lcd_show_string(50, 10, 400, 24, 24,
(char*)"ALPHA-IMX6U TOUCH SCREEN TEST");
57 lcd_show_string(50, 40, 200, 16, 16,
(char*)"TOUCH SCREEN TEST");
58 lcd_show_string(50, 60, 200, 16, 16, (char*)"ATOM@ALIENTEK");
59 lcd_show_string(50, 80, 200, 16, 16, (char*)"2019/3/27");
60 lcd_show_string(50, 110, 400, 16, 16, (char*)"TP Num :");
61 lcd_show_string(50, 130, 200 
