一、触摸芯片简介 7inch Capacitive Touch LCD (F) 是电容触摸屏,触控芯片是GT811,如下为GT811的中文数据手册。
GT811可同时识别5个触摸点位的实时位置,移动轨迹及触摸面积。其管脚定义如下。
参考应用电路如下图,实际上我们在使用的时候只需关心四个引脚即可。I2C_SDA,I2C_SCL为I2C通信引脚,/RSTB为系统复位引脚,INT为中断信号引脚,但有触摸时,INT输出触发信号,如果MCU对应的管脚开启外部中断则会触发MCU进入外部中断。
二、GT811控制方式
GT811提供标准的I2C通信接口,由SCL和SDA与MCU进行通信,其最高通信速度为600K bps。 GT811 的从设备地址有三组可选,以方便主控调配。三组地址分别为:0xBA/0xBB、 0x6E/0x6F 和 0x28/0x29。即:0xBA——对 GT811 进行写操作;0xBB——对 GT811 进行读操作。 上图为主 CPU 对 GT811 进行的写操作流程图。首先主 CPU 产生一个起始信号, 然后发送地址信息及读写位信息“0”表示写操作:0XBA。 在收到应答后,主 CPU 发送寄存器的 16 位地址,随后是 8 位要写入到寄存器的 数据内容。 GT811 寄存器的地址指针会在写操作后自动加 1,所以当主 CPU 需要对连续地 址的寄存器进行写操作时,可以在一次写操作中连续写入。写操作完成,主 CPU 发送停止信号结束当前写操作。
上图为主 CPU 对 GT811 进行的读操作流程图。首先主 CPU 产生一个起始信号, 然后发送设备地址信息及读写位信息“0”表示写操作:0XAA。 在收到应答后,主 CPU 发送首寄存器的 16 位地址信息,设置要读取的寄存器地 址。在收到应答后,主 CPU 重新发送一次起始信号,发送读操作:0XAB。收到 应答后,主 CPU 开始读取数据。 GT811 同样支持连续的读操作,默认为连续读取数据。主 CPU 在每收到一个 Byte 数据后需发送一个应答信号表示成功接收。在接收到所需的最后一个 Byte 数据 后,主 CPU 发送“非应答信号 NACK”,然后再发送停止信号结束通讯。
GT811有两组寄存器,一组为配置&功能设置寄存器,在初始化的时候配置。触摸屏配置参数由制造商提供。我们只需了解下面这个四个寄存器即可,此处为设置显示屏的分辨率。
另一组为输出信息寄存器,读取这组寄存器既可以判断当前屏幕的触摸状态。TouchpointFlag寄存器存储当前触摸的点数,tp0~tp4位触点状态标识为,当tp0置1时,即表示有触点0按下。 GT811最多支持5个触点,若刚开始一次由三个触点按下,tp0,tp1,tp2均置1,表示有三个触点。若此时第二个触点释放,则tp1清零,只有tp0,tp2为1。当再次有触点按下时,则为tp1置1,最新按下的是触点2,而不是触点3和触点4。
三、新建工程
本章在前面显示字符个工程上修改,复制刚才的的工程修改文件夹名。打开Cube工程更加原理图重新配置。PD7设置为中断输入,本章采用模拟I2C,PD12,PD13设置为GPIO输出模式,PD11输出GPIO输出。并设置用户标签。
开启外部中断。
生成报告以及初始化代码,编译程序。若程序没有出错,下载下面的应用程序解压放在BSP文件里面并添加进工程中。
其中 TS_I2C 为模拟 I2C 驱动程序,下面为读写寄存器操作函数。
/*******************************************************************************
* Function Name : I2C_WR_Reg
* Description : Writes to the selected register.
* Input : - reg: address of the selected register.
* - buf: Need to write the BUF pointer.
* - len: The length of the array
* Output : None
* Return : ret
-0 succeed
-1 error
* Attention : None
*******************************************************************************/
uint8_t I2C_WriteReg(uint8_t I2c_Addr,uint16_t reg,uint8_t *buf,uint8_t len)
{
uint8_t i;
uint8_t ret=0;
I2C_Start();
I2C_Send_Byte(I2c_Addr); //Slaver Addr
I2C_Wait_Ack();
#ifdef I2C_MEMADD_16BIT
I2C_Send_Byte(reg>>8); //Data Addr high
I2C_Wait_Ack();
#endif
I2C_Send_Byte(reg&0xFF); //Data Addr low
I2C_Wait_Ack();
for(i=0;i<len;i++)
{
I2C_Send_Byte(buf[i]);
ret=I2C_Wait_Ack();
if(ret)break;
}
I2C_Stop();
return ret;
}
/*******************************************************************************
* Function Name : i2C_RD_Reg
* Description : Writes to the selected register.
* Input : - reg: address of the selected register.
* - buf: Need to read the BUF pointer.
* - len: The length of the array
* Output : None
* Return : None
* Attention : None
*******************************************************************************/
void I2C_ReadReg(uint8_t I2c_Addr,uint16_t reg,uint8_t *buf,uint8_t len)
{
uint8_t i;
I2C_Start();
I2C_Send_Byte(I2c_Addr);
I2C_Wait_Ack();
#ifdef I2C_MEMADD_16BIT
I2C_Send_Byte(reg>>8); //Data Addr high
I2C_Wait_Ack();
#endif
I2C_Send_Byte(reg&0xFF); //Data Addr low
I2C_Wait_Ack();
I2C_Stop();
I2C_Start();
I2C_Send_Byte(I2c_Addr+1);
I2C_Wait_Ack();
for(i=0;i<len;i++)
{
buf[i]=I2C_Read_Byte(i==(len-1)?0:1);
}
I2C_Stop();
}
GT811.c为触摸芯片的驱动文件,下面简单介绍一下初始化函数和读取触摸状态函数。程序开始先拉低复位管脚复位芯片,注意如果延时时间过短则会导致复位不成功。读取GT811的ID值判断通信是否正常。设置屏幕分辨率并将配置参数写入到配置&功能寄存器组中。
/**
* @brief Initialize the GT811 communication bus
* from MCU to GT811 : ie I2C channel initialization (if required).
* @retval None
*/
uint8_t GT811_Init(void)
{
I2C_Init();
/* reset GT811 */
HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_Port,LCD_RST_Pin, GPIO_PIN_RESET);
HAL_Delay(200);
HAL_GPIO_WritePin(LCD_RST_GPIO_Port,LCD_RST_Pin, GPIO_PIN_SET);
HAL_Delay(200);
/* if Version is correct, send the configuration parameters */
if(GT811_ReadID() == GT811_VERSION_VALUE)
{
/* touch screen configuration parameter (touch screen manufacturers provide) */
uint8_t GTP_CFG_DATA[]=
{
0x12,0x10,0x0E,0x0C,0x0A,0x08,0x06,0x04,0x02,0x00,0x05,0x55,0x15,0x55,0x25,0x55,0x35,0x55,0x45,0x55,
0x55,0x55,0x65,0x55,0x75,0x55,0x85,0x55,0x95,0x55,0xA5,0x55,0xB5,0x55,0xC5,0x55,0xD5,0x55,0xE5,0x55,
0xF5,0x55,0x1B,0x03,0x00,0x00,0x00,0x13,0x13,0x13,0x0F,0x0F,0x0A,0x50,0x30,0x05,0x03,0x64,0x05,0xe0,
0x01,0x20,0x03,0x00,0x00,0x32,0x2C,0x34,0x2E,0x00,0x00,0x04,0x14,0x22,0x04,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x20,0x14,0xEC,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x30,0x25,0x28,0x14,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,
};
/* config */
GTP_CFG_DATA[62] = GT811_MAX_WIDTH >> 8;
GTP_CFG_DATA[61] = GT811_MAX_WIDTH & 0xff;
GTP_CFG_DATA[60] = GT811_MAX_HEIGHT >> 8;
GTP_CFG_DATA[59] = GT811_MAX_HEIGHT & 0xff;
I2C_WriteReg(GT811_CMD_WR,GT811_CONFIG_REG,(uint8_t *)GTP_CFG_DATA,sizeof(GTP_CFG_DATA));
}
return HAL_OK;
}
如下为读触摸状态函数,先通过I2C读去输出信息寄存器,判断TouchpointFlag寄存器的tp0~tp4是否置1,即是否有触摸,若有则将寄存器的值转为坐标值,存储在TS_StateTypeDef 结构体的指针内存中。
void GT811_GetState(TS_StateTypeDef *TS_State)
{
uint8_t RegBuf[34];
/* Read touch message */
I2C_ReadReg(GT811_CMD_WR,GT811_READ_XY_REG,RegBuf,sizeof(RegBuf));
/* get touch massage */
TS_State->SensorId = RegBuf[0x00] >> 6;
TS_State->touchDetected = RegBuf[0x00] & 0x1F;
if(TS_State->touchDetected != 0)
{
//Touch point 1 coordinates
TS_State->touchY[0] = GT811_MAX_HEIGHT - (((uint16_t)RegBuf[0x02] << 8) + RegBuf[0x03]);
TS_State->touchX[0] = (((uint16_t)RegBuf[0x04] << 8) + RegBuf[0x05]);
TS_State->touchWeight[0] = RegBuf[0x06];
//Touch point 2 coordinates
TS_State->touchY[1] = GT811_MAX_HEIGHT - (((uint16_t)RegBuf[0x07] << 8) + RegBuf[0x08]);
TS_State->touchX[1] = (((uint16_t)RegBuf[0x09] << 8) + RegBuf[0x0A]);
TS_State->touchWeight[1] = RegBuf[0x0B];
//Touch point 3 coordinates
TS_State->touchY[2] = GT811_MAX_HEIGHT - (((uint16_t)RegBuf[0x0C] << 8) + RegBuf[0x0D]);
TS_State->touchX[2] = (((uint16_t)RegBuf[0x0E] << 8) + RegBuf[0x0F]);
TS_State->touchWeight[2] = RegBuf[0x10];
//Touch point 4 coordinates
TS_State->touchY[3] = GT811_MAX_HEIGHT - (((uint16_t)RegBuf[0x11] << 8) + RegBuf[0x18]);
TS_State->touchX[3] = (((uint16_t)RegBuf[0x19] << 8) + RegBuf[0x1A]);
TS_State->touchWeight[3] = RegBuf[0x1B];
//Touch point 5 coordinates
TS_State->touchY[4] = GT811_MAX_HEIGHT - (((uint16_t)RegBuf[0x1C] << 8) + RegBuf[0x1D]);
TS_State->touchX[4] = (((uint16_t)RegBuf[0x1E] << 8) + RegBuf[0x1F]);
TS_State->touchWeight[4] = RegBuf[0x20];
}
}
TS_StateTypeDef结构体在GT811.h中定义。
typedef struct
{
uint8_t touchDetected; /*!< Total number of active touches detected at last scan */
uint16_t touchX[TS_MAX_NB_TOUCH]; /*!< Touch X[0], X[1] coordinates on 12 bits */
uint16_t touchY[TS_MAX_NB_TOUCH]; /*!< Touch Y[0], Y[1] coordinates on 12 bits */
uint8_t touchWeight[TS_MAX_NB_TOUCH]; /*!< Touch_Weight[0], Touch_Weight[1] : weight property of touches */
uint32_t SensorId; /*!< type of gesture detected : take value of type @ref TS_GestureIdTypeDef */
} TS_StateTypeDef;
删除原来的应用代码,在main文件中添加头文件。
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stm32746g_sdram.h"
#include "stm32746g_LCD.h"
#include "GT811.h"
/* USER CODE END Includes */
声明变量,其中TS_State为当前触摸状态,TS_BKState为上一次触摸状态。TS_flag为触摸标志,TouchPoit存储触点数。PointColor存储各个触点的显示颜色。
/* USER CODE BEGIN PV */
/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
TS_StateTypeDef TS_State={0};
uint8_t TS_flag ;
uint8_t TouchPoit;
TS_StateTypeDef TS_BKState;
uint8_t value = 0;
uint16_t i;
uint32_t PointColor[]={LCD_COLOR_BLUE,LCD_COLOR_GREEN,LCD_COLOR_RED,LCD_COLOR_MAGENTA,LCD_COLOR_YELLOW};
/* USER CODE END PV */
在while循环中添加如下应用程序,程序首先判断触摸标志,如果有触摸,则读取触摸状态。循环中分为三分部,第一部分即清楚上次显示的内容,即将显示内容设为背景色黑色覆盖。第二部分在对应触摸的位置显示一个点和水平垂直量两条先。第三部分就这次的触摸状态存储到备份状态结构体中,以便下一次擦除。
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
/* USER CODE END WHILE */
/* USER CODE BEGIN 3 */
if(TS_flag == 1)
{
GT811_GetState(&TS_State);
if(TS_State.touchDetected != 0)
{
TouchPoit = TS_BKState.touchDetected;
for(i = 0;i < 5;i++)
{
if(TouchPoit & 0x01)
{
BSP_LCD_SetTextColor(LCD_COLOR_BLACK);
BSP_LCD_FillCircle(TS_BKState.touchX[i],TS_BKState.touchY[i],20);
BSP_LCD_DrawVLine(TS_BKState.touchX[i], 55, 580);
BSP_LCD_DrawHLine(5, TS_BKState.touchY[i], 1004);
}
TouchPoit >>= 1;
}
TouchPoit = TS_State.touchDetected;
for(i = 0;i < 5;i++)
{
if(TouchPoit & 0x01)
{
if(TS_State.touchY[i] < 75)TS_State.touchY[i] = 75;
if(TS_State.touchY[i] > 580)TS_State.touchY[i] = 580;
if(TS_State.touchX[i] < 20)TS_State.touchX[i] = 20;
if(TS_State.touchX[i] > 1004)TS_State.touchX[i] = 1004;
BSP_LCD_SetTextColor(PointColor[i]);
BSP_LCD_FillCircle(TS_State.touchX[i],TS_State.touchY[i],20);
BSP_LCD_DrawVLine(TS_State.touchX[i], 55, 580);
BSP_LCD_DrawHLine(5, TS_State.touchY[i], 1004);
TS_BKState.touchX[i] = TS_State.touchX[i];
TS_BKState.touchY[i] = TS_State.touchY[i];
}
TouchPoit >>= 1;
}
TS_BKState.touchDetected = TS_State.touchDetected;
}
TS_flag = 0;
}
}
/* USER CODE END 3 */
在main文件后面添加外部中断回调函数,当屏幕有触摸是触发中断,触摸标志位置1。
/* USER CODE BEGIN 4 */
/**
* @}
*/
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{
if(
GPIO_Pin == GPIO_PIN_7)
{
TS_flag = 1;
}
}
/* USER CODE END 4 */
编译程序下载到开发板中,触摸屏幕会显示触点。(以下为五点触控效果的显示)
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