觸摸屏實驗報告

1、單片機及嵌入式系統(tǒng)原理及應用實驗姓名：張銀成、石天涯班級：2011320105學號：11、24觸摸屏實娶一、實驗目的：1. 掌握TFT屏的工作原理。2. 學會使用STM32的FSMC接口驅動TFT屏。3. 學會使用觸摸屏控制器檢測觸點坐標。4. 掌握觸摸屏的觸摸功能。二、實驗內(nèi)容：CHD1807-STM32開發(fā)板驅動配套的3.2寸液晶、觸摸屏，使用FSMC接口 控制該屏幕自帶的液晶控制器ILI9341,使用SPI接口與觸摸屏控制器TSC2046 通訊。驅動成功后可在屏幕上使用基本的觸摸繪圖功能。1. 驗證觸摸屏校正功能；2. 驗證觸摸繪圖功能；三、實驗原理:1. TFT屏概述LCD,即液晶顯示

2、器，因為其功耗低、體積小，承載的信息量大，因而被廣 泛用于信息輸出、與用戶進行交互，目前仍是各種電子顯示設備的主流。 TFT(TliHiFilmTransistor)是指薄膜晶體管，每個液晶像素點都是由集成在像素點 后面的薄膜晶體管來驅動，從而可以做到高速度、高亮度、高對比度顯示屏幕信 息，是目前最好的LCD彩色顯示屏之一。2. 數(shù)據(jù)點的像素格式圖像數(shù)據(jù)的像素點由紅(R)、綠(G)、藍(B)三原色組成，三原色根據(jù)其深淺程 度被分為0255個級別，它們按不同比例的混合可以得出各種色彩。如R： 255, G255, B255混合后為白色。根據(jù)描述像素點數(shù)據(jù)的長度，主要分為8、16、24及32位。根

3、據(jù)描述像素 點數(shù)據(jù)的長度，主要分為8、16、24及32位。16位描述的為216=65536色，稱 為真彩色，也稱為64K色。16位的像素點格式見圖lo D0-D4為藍色，D5-D10 為綠色，D11-D15為紅色，使得剛好使用完整的16位。16-bit data bus interface (D17:13J & D11:1 is used), DPI2:0 = 101, and RIM=0D17 I D16 I D15 I D14 I D13 I D12 I D11 D1O116bpp Frame Memory Write56屮D9D8D7D6J圖1. 16位像素點格式RGB比例為5： 6：

4、5是一個十分通用的顏色標準，在GRAM相應的地址中 填入該顏色的編碼，即可控制LCD輸出該顏色的像素點。如黑色的編碼為 0x0000,白色的編碼為Oxffff,紅色為OxfBOOo3. STM32 驅動 TFT 屏因為STM32內(nèi)部沒有集成專用的液晶屏和觸摸屏的控制接口，所以在顯示 面板中應自帶含有這些驅動芯片的驅動電路(液晶屏和觸摸屏的驅動電路是獨立 的)，STM32芯片通過驅動芯片來控制液晶屏和觸摸屏。以實驗中的3.2寸液晶 屏(240*320)為例，它使用ILI9341芯片控制液晶屏，通過TSC2046芯片控制觸 摸屏。ILI9341的8080通訊接口時序可以由STM32使用普通I/O接

5、口進行模擬, 但這樣效率較低，它提供了一種特別的控制方法一一使用FSMC接口。4. 觸摸屏感應原理TSC2046是專用在四線電阻屏的觸摸屏控制器，電阻觸摸屏的基本原理為分 壓，它由一層或兩層阻性材料組成，在檢測坐標時，在阻性材料的一端接參考電 壓Vef,另一端接地，形成一個沿坐標方向的均勻電場。當觸摸屏受到擠壓時, 阻性材料與下層電極接觸，阻性材料被分為兩部分，因而在觸摸點的電壓，反映 了觸摸點與阻性材料的Vief端的距離，而且為線性關系，而該觸點的電壓可由ADC測得。更改電場方向，以同樣的方法，可測得另一方向的坐標。16-bit data bus interface (D17:13J & D

6、11:1 is used), DPI2:0 = 101, and RIM=016-bit data bus interface (D17:13J & D11:1 is used), DPI2:0 = 101, and RIM=016-bit data bus interface (D17:13J & D11:1 is used), DPI2:0 = 101, and RIM=0Rx + Rac 2FrTCMMH . MX-丫4(芻-T圖2觸摸屏電阻計算方法四、程序代碼1.主程序int main(void)SysTickJnit();LCDnit();Touchnit();while(Touch

7、l_Calibrate() !=0); lnit_Palette();while (1)if(touch_flag = 1)/*systick初始化仃/*LCD初始化/廣觸摸初始化/ 廣等待觸摸屏校準完畢，/ 廣畫板初始化r廣如果觸筆按下了rif(Get_touch_point(&display, Read_2046_2(), &touch_para ) !=DISABLE)廣獲取點的坐標Palette_draw_point(display.x,display.y)；廣畫點/2.畫板初始化void lnit_Palette(void)Set_direction(0);LCD_Rectangle

8、(0,0,320,240,WHITE);LCD_Line(39,0,39,29);LCD_Line(0,29,39,29);LCD_Str_6x12_O(7, lO/CLR, 0);LCD_Rectangle(0,30,40,30,GREEN);LCD_Rectangle(0,60,40,30,BLUE);LCD_Rectangle(0,90,40,30,BRED);LCD_Rectangle(0,120,40,30,GRED);LCD_Rectangle(0,150,40,30,GBLUE);LCD_Rectangle(0,180,40,30,BLACK);LCD_Rectangle(0,2

9、10,40,30,RED);設置為橫屏 廣清白屏9delay_ms(500);3.獲取位置char Get_touch_place(u16 *x, u16 *y)if(touch_flag = 1)廣如果觸筆有按下” /if(Get_touch_point(&display, Read_2046(), &touch_para ) !=DISABLE) *x = display.x ;*y = display.y;return 0;return 1;五. 實驗結果:1. 觸摸屏校正:圖3觸摸屏校正if(touch_flag = 1)廣如果觸筆有按下” /if(touch_flag = 1)廣如果

10、觸筆有按下” /2. 畫板界面:圖4畫板界面六、思考題：問題1.觸摸屏校正是不是必須的？如果不校正會產(chǎn)生什么后果?答：電阻觸摸屏是必須要校準的。但是我們可以提供某些參考值，方便我們 能夠將接收到的原始模數(shù)轉換值轉換成高層軟件所需的屏幕像素坐標，理想情況 下，校準程序只要在產(chǎn)品初次加點測試過程中運行一次就可以了，參考值可以存 儲在非易失性存儲器中，比如EEPROMo這樣，只要我讓觸摸驅動程序在一啟 動就運行校準程序，并把參考值保存下來，以后下次再使用時，只需讀取該組數(shù) 據(jù)即可。這樣在下次開機使用觸摸屏時，只要讀取該位內(nèi)容，就可知道觸摸屏是 否己校正，沒有校正則需要進行校正，己經(jīng)校正過了則無需再重

11、復校正了。問題2能否編寫程序，將輸入的內(nèi)容識別并通過串口發(fā)送到上位機？答：不可以。由觸摸屏原理可知，LCD之所以能夠顯示各種字符，靠的是觸 摸屏與顯示屏的相互接觸，輸入完成后，二者就不再接觸，導致無法識別輸入的 內(nèi)容到底是什么，所以說不能編寫程序，將輸入的內(nèi)容識別并通過串口發(fā)送到上 位機。七、常見故障很多人在使用觸摸屏時，都遇到觸摸屏因出現(xiàn)故障而不能使用的情況。這主 要是由于觸摸屏是一種比較精密的設備，加之觸摸屏多是面向大眾開放使用的性 質(zhì)，其使用頻率高、使用人員素質(zhì)良莠不齊，從而造成其故障頻繁出現(xiàn)。1. 觸摸屏不準2. 觸摸屏無響應3. 觸摸屏響應時間很長4. 觸摸屏局部無響應等八、擴展與應

12、用1. 與觸控板的區(qū)別觸摸屏(touchscreen)是絕對定位設備。觸摸屏是以顯示屏為參照的絕對 定位設備，其給出的數(shù)據(jù)是絕對坐標的。像ipad, iphone之類的面板都集成有 觸摸屏。觸摸屏在HID設備類當中，是屬于touch事件的設備。觸控板（touchpad）是相對定位設備。觸控板是不以顯示屏為參照的相對 定位設備，其給出的數(shù)據(jù)是相對坐標數(shù)據(jù)。比如筆記本上的觸摸板。觸摸板在 HID設備類當中，是屬于mouse事件的設備，其工作時通常操作系統(tǒng)上會顯示 出光標，其工作方式類似于鼠標。2. 發(fā)展趨勢觸摸屏技術方便了人們對計算機的操作使用，是一種極有發(fā)展前途的交互式 輸入技術，因而受到各國的

13、普遍重視，并投入大量的人力、物力對其進行研發(fā)， 新型觸摸屏不斷涌現(xiàn)。a、觸摸筆：利用觸摸筆進行操作的觸摸屏類似白板，除顯示界面、窗口、 圖標外，觸摸筆還具有簽名、標記的功能。這種觸摸筆比早期只提供選擇菜單 用的光筆功能大大增強。b、觸摸板：觸摸板釆用了壓感電容式觸摸技術，屏幕面積最大。它由三部 分組成：最底層是中心傳感器，用于監(jiān)視觸摸板是否被觸摸，然后對信息進行處 理；中間層提供了交互用的圖形、文字等；最外層是觸摸表層，由強度很高的塑 料材料構成。當手指點觸外層表面時，在1 /1000s內(nèi)就可以將此信息送到傳感 器，并進行登錄處理。除與PC兼容外，還具有亮度高、圖像清晰、易于交互等 特點，因而

14、被應用于指點式信息查詢系統(tǒng)（如電子公告板），收到了非常好的效 果。c、觸摸屏：可用于在演播室使用觸摸屏點評系統(tǒng)，簡單講就是輸入和輸出 合二為一，不再需要機械的按鍵或滑條，顯示屏就是人機接口。整個觸摸屏系 統(tǒng)由LCD、觸摸屏、觸摸屏控制器、主CPU、LCD控制器構成。多點觸摸屏 控制器是觸摸屏模組的核心，觸摸屏控制器是釆用PSoC （可編程系統(tǒng)芯片） 技術，PSoC是集成了可編程模擬和數(shù)字外圍以及MCU核的混合信號陣列， 所以PSoC的靈活性、可編程性、高集成度等特性被廣泛應用于觸摸屏控制器。 現(xiàn)在搭建的觸摸屏幕有32、46和70英寸，支持1080p FullHD分辨率，無 需任何額外設置就可以

15、支持多點觸摸控制，可以縱向或橫向擺放。更為方便的是, 它釆用標準的HDMI、FireWire和USB接口，插上電源并連接Mac、Linux或 Windows PC即可開始使用。觸摸屏技術的發(fā)展趨勢，具有專業(yè)化、多媒體化、立體化和大屏幕化等特點。 隨著信息社會的發(fā)展，人們需要獲得各種各樣公共信息，以觸摸屏技術為交互窗 口的公共信息傳輸系統(tǒng)，通過釆用先進的計算機技術，運用文字、圖像、音樂、 解說、動畫、錄像等多種形式，直觀、形象地把各種信息介紹給人們，給人們帶 來極大的方便。我們相信，隨著技術的迅速發(fā)展，觸摸屏對于計算機技術的普及 利用將發(fā)揮重要的作用。輸入手下觸屏但是同樣全鍵盤輸入，觸摸屏沒有物理按 鍵效率高，原因在于：輸入法需要定位手指的位置，比如雙手操作電腦鍵盤時， 左手食指中指定位在F鍵，右手中指定位在J鍵，而觸摸屏無法像按鍵的凸點 或者輸入感覺定位，難以形成高效的盲打。觸摸屏本身點擊沒有物理按鍵精準，觸摸屏點擊目標區(qū)域沒有真正點擊到