【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V1.0

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第二十八章 多点电容触摸屏实验

随着智能手机的发展，电容触摸屏也得到了飞速的发展。相比电阻触摸屏，电容触摸屏有很多的优势，比如支持多点触控、不需要按压，只需要轻轻触摸就有反应。ALIENTEK的三款RGB LCD屏幕都支持多点电容触摸，本章就以ATK7016这款RGB LCD屏幕为例讲解一下如何驱动电容触摸屏，并获取对应的触摸坐标值。

28.1 多点电容触摸简介 触摸屏很早就有了，一开始是电阻触摸屏，电阻触摸屏只能单点触摸，在以前的学习机、功能机时代被广泛使用。2007年1月9日苹果发布了划时代的第一代Iphone，也就是Iphone 2G，Iphone 2G上使用了多点电容触摸屏，而当时的手机基本都是使用的电阻触摸屏。电容触摸屏优秀的触摸品质和手感瞬间征服了消费者，带来了手机触摸屏的大变革，后面新出的手机也都采用了多点电容触摸屏。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经得到了广泛的应用，手机、平板、电脑、广告机等等，如果要做人机交互设备的开发，多点电容触摸屏基本是不可能绕过去的。所以本章我们就来学习一下如何使用多点触摸屏，如何获取到多点触摸值。关于电容屏的物理原理我们就不去研究了，毕竟我们不是开发电容屏的，而是电容屏的使用者，我们只需要关注如何使用电容屏，如何得到其多点触摸坐标值即可。ALIENTEK的三款RGB LCD屏幕都是支持5点电容触摸屏的，本章我们同样以ATK-7016这款屏幕为例来讲解如何使用多点电容触摸屏。 ATK-7016这款屏幕其实是由TFT LCD+触摸屏组合起来的。底下是LCD面板，上面是触摸面板，将两个封装到一起就成了带有触摸屏的LCD屏幕。电容触摸屏也是需要一个驱动IC的，驱动IC一般会提供一个I2C接口给主控制器，主控制器可以通过I2C接口来读取驱动IC里面的触摸坐标数据。ATK-7016、ATK-7084这两款屏幕使用的触摸控制IC是FT5426，ATK-4342使用的驱动IC是GT9147。这三个电容屏触摸IC都是I2C接口的，使用方法基本一样。 FT5426这款驱动IC采用15*28的驱动结构，也就是15个感应通道，28个驱动通道，最多支持5点电容触摸。ATK-7016的电容触摸屏部分有4个IO用于连接主控制器：SCL、SDA、RST和INT，SCL和SDA是I2C引脚，RST是复位引脚，INT是中断引脚。一般通过INT引脚来通知主控制器有触摸点按下，然后在INT中断服务函数中读取触摸数据。也可以不使用中断功能，采用轮询的方式不断查询是否有触摸点按下，本章实验我们使用中断方式来获取触摸数据。 和所有的I2C器件一样，FT5426也是通过读写寄存器来完成初始化和触摸坐标数据读取的，I.MX6U的I2C我们已经在第二十六章做了详细的讲解，所以本章的主要工作就是读写FT5426的寄存器。FT5426的I2C设备地址为0X38，FT5426的寄存器有很多，本章我们只用到了其中的一部分，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的工作模式： 000：正常模式。 001：系统信息模式 100：测试模式。 0X02 [3:0] 触摸状态寄存器 记录有多少个触摸点， 有效值为1~5。 0X03 [7:6] 第一个触摸点X坐标高位数据 事件标志： 00：按下。 01：抬起 10：接触 11：保留 [3:0] X轴坐标值高4位。 0X04 [7:0] 第一个触摸点X坐标低位数据 X轴坐标值低8位 0X05 [7:4] 第一个触摸点Y坐标高位数据 触摸点的ID。 [3:0] Y轴坐标高4位 0X06 [7:0] 第一个触摸点Y坐标低位数据 Y轴坐标低8位 0X09 [7:6] 第二个触摸点X坐标高位数据 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坐标高位数据 与寄存器0X05含义相同。 [3:0] 0X0C [7:0] 第二个触摸点Y坐标低位数据 与寄存器0X06含义相同 0X0F [7:6] 第三个触摸点X坐标高位数据 与寄存器0X03含义相同。 [3:0] 0X10 [7:0] 第三个触摸点X坐标低位数据 与寄存器0X04含义相同。 0X11 [7:4] 第三个触摸点Y坐标高位数据 与寄存器0X05含义相同。 [3:0] 0X12 [7:0] 第三个触摸点Y坐标低位数据 与寄存器0X06含义相同 0X15 [7:6] 第四个触摸点X坐标高位数据 与寄存器0X03含义相同。 [3:0] 0X16 [7:0] 第四个触摸点X坐标低位数据 与寄存器0X04含义相同。 0X17 [7:4] 第四个触摸点Y坐标高位数据 与寄存器0X05含义相同。 [3:0] 0X18 [7:0] 第四个触摸点Y坐标低位数据 与寄存器0X06含义相同 0X1B [7:6] 第五个触摸点X坐标高位数据 与寄存器0X03含义相同。 [3:0] 0X1C [7:0] 第五个触摸点X坐标低位数据 与寄存器0X04含义相同。 0X1D [7:4] 第五个触摸点Y坐标高位数据 与寄存器0X05含义相同。 [3:0] 0X1E [7:0] 第五个触摸点Y坐标低位数据 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 用于设置中断模式： 0：轮询模式 1：触发模式 表28.1.1.1 FT5426使用到的寄存器表 表28.1.1.1中就是本章实验我们会使用到的寄存器。关于触摸屏和FT5426的知识就讲解到这里。 28.2 硬件原理分析 本试验用到的资源如下： ①、指示灯LED0。 ②、 RGB LCD屏幕。 ③、触摸屏 ④、串口 触摸屏是和RGB LCD屏幕做在一起的，所以触摸屏也在RGB LCD接口上，都是连接在I.MX6U-ALPHA开发板底板上，原理图如图28.2.1所示：

图28.2.1 触摸屏原理图 从图28.2.1可以看出，触摸屏连接着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。在本章实验中使用中断方式读取触摸点个数和触摸点坐标数据，并且将其显示在LCD上。 28.3 实验程序编写 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，更改工程名字为“touchscreen”，然后在bsp文件夹下创建名为“touchscreen”的文件。在bsp/ touchscreen中新建bsp_ft5xx6.c和bsp_ft5xx6.h这两个文件，在bsp_ft5xx6.h中输入如下内容：

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]