DOC《触摸屏控控制》

触摸屏控控制

1 触摸屏原理 ? S3C2410接4线电阻式触摸屏的电路原理如图1所示.

整个触摸屏由模向电阻比和纵向电阻线组成,由nYPON、YMON、nXPON、XMON四个控制信号控制4个MOS管(S

1、S

2、S

3、S4)的通断.S3C2410有8个模拟输入通道.其中,通道7作为触摸屏接口的X坐标输入(图1的AIN[7]),通道5作为触摸屏接口的Y坐标输入(图1的AIN[5]).电路如图2所示.在接入S3C2410触摸屏接口前,它们都通过一个阻容式低通滤器滤除坐标信号噪声.这里的滤波十分重要,如果传递给S3C2410模拟输入接口的信号中干扰过大,不利于后续的软件处理.在采样过程中,软件只用给特殊寄存器置位,S3C2410的触摸屏控制器就会自动控制触摸屏接口打开或关闭各MOS管,按顺序完成X坐标点采集和Y坐标点采集.

2 S3C2410触摸屏控制器 ? S3C2410触摸屏控制器有2种处理模式: ①X/Y位置分别转换模式.触摸屏控制器包括两个控制阶段,X坐标转换阶段和Y坐标转换阶段. ②X/Y位置自动转换模式.触摸屏控制器将自动转换X和Y坐标. 本文使用X/Y位置自动转换模式. ?

3 S3C2410触摸屏编程 ? 由于触摸屏程序中参数的选取优化需要多次试验,而加入操作系统试验参数,每次编译下载耗费时间过多,不易于试验的进行,因而我们直接编写裸机触摸屏程序.三星公司开放了S3C2410测试程序2410test(可在三星网站下载),提供了触摸屏接口自动转换模式的程序范例ts_auto.c,见本刊网站www.dpj.com.cn.本文在此范例的基础上编写了触摸屏画图板程序――在显示屏上画出触摸笔的流走痕迹. 针对坐标点采样时产生的噪声,本文采用噪声滤波算法,编写了相应的噪声滤波程序,滤除干扰采样点.整个触摸屏画图板程序的处理流程如图3所示. ? 3.1 程序初始化 ? 初始化触摸屏控制器为自动转换模式.其中寄存器ADCDLY的值需要根据具体的试验选取,可运行本文提供的程序看画线的效果来选取具体的参数.触摸屏中断处理程序Adc_or_TsAuto是判断触摸屏是否被按下了.触摸屏被按下,给全局变量Flag_Touch赋值为Touch_Down,否则赋值为Touch_Up. 初始化脉宽调制计时器(PWM TIMER),选择计时器4为时钟,定义10ms中断1次,提供触摸屏采样时间基准,即10ms触摸屏采样1次.计数器中断处理程序Timer4Intr中判断Flag_Touch被赋值为Touch_Down,则给全局变量gTouchStartSample置位,以控制触摸屏采样. 之后清除触摸屏中断和计时器中断屏蔽位,接受中断响应,同时计时器开始计时. ? 3.2 触摸屏采样程序 ? 如果gTouchStartSample为TRUE,触摸屏接口开始对坐标X和Y的模拟量进行采样,根据试验选取适合的的采集次数.本文中使用9次采集,分别记入到ptx[TouchSample]和pty[TouchSample]数组中,TouchSample为采集次数. 为了减少运算量,将ptx[]和pty[]分别分三组取平均值,存储在px[3]和py[3]中.这里以处理X坐标为例: px[0]=(ptx[0]+ptx[1]+ptx[2])/3;

px[1]=(ptx[3]+ptx[4]+ptx[5])/3;

px[2]=(ptx[6]+ptx[7]+ptx[8])/3;

计算以上三组数据的差值: dlXDiff0=px[0]-px[1];

dlXDiff1=px[1]-px[2];

dlXDiff2=px[2]-px[0];

然后对上述差值取绝对值,所得结果简称绝对差值: dlXDiff0=dlXDiff0>0?dlXDiff0:-dlXDiff0;

dlXDiff1=dlXDiff1>0?dlXDiff1:-dlXDiff1;

dlXDiff2=dlXDiff2>0?dlXDiff2:-dlXDiff2;

判断上述计算的色对差值是否都超过差值门限,如果这3个绝对差值都超过门限值,判定这次采样点为野点,抛弃采样点,程序返回等待下次采样.其中的差值门限需要根据试验测试得到,本文取值为2. 找出其中绝对差值最小的2组数据,再将它们作平均,同时赋值给tmx: if(dlXDiff01);

} else{ tmx=((px[0]+px[1])>>1);

} else{ tmx=((px[0]+px[1])>>1);

} else if(dlXDiff2>1);

} else{ tmx=((px[1]+px[2])>>1);

} 函数Touch_Coordinate Conversion完成触摸屏采样值转换成显示坐标,根据不同的硬件有不同的转换方法.本触摸屏采样坐标及显示坐标如图

4、图5所示.其中TOUCH_MAX_X和TOUCH_MIN_X是触摸屏X坐标采样值的最大和最小值;

Y坐标同理.可以运行本文程序,同时使用触摸笔在触摸屏的4个角取得最大最小采样值.这里使用的是320*240的TFT屏,所以TOUCH_X值为320.下面是X坐标的转换程序: Touch_CoordinateConversio(int*px){ TmpX=(tmx>=TOUCH_MAX_X)?(TOUCH_MAX_X):*px;

TmpX-=TOUCH_MIN_X;

TmpX=(TmpX)?TmpX:0;

*px=(TmpX*TOUCH_X)/(TOUCH_MAX_X-TOUCH_MIN_X);

} 3.3 坐标滤波程序 坐标滤波程序Touch_Pen_filtering,考虑人机界面中对触摸屏的操作有3种: *触摸笔在触摸屏上的位置不变;

*触摸笔在触摸屏上连续滑过;

*触摸笔在触摸屏上有大幅度的跳跃. 假设三次连续采样时刻为T

1、T

2、T3(T3>T2>T1),采样间隔为10ms.由于采样间隔远小于人的反应时间,所以在前两种操作模式下,如果采样点有效,将T1和T3时刻的采样值作平均.其平均值和T2时刻的采样值比较一般不会大于某个门限,否则判定此次采样点为野点.而对于第三种模式下,采样点数据会有很大的跳变.跳变过程中的数据是不稳定的,虽然记入了数据,但被判定成无效的采样点,所以需要在程序中定义一个静态数组x[2]记录相邻的两次采样数据.只有当前后数据持续稳定一段时间,才认为这时的采样点有效.程序中使用的间隔门限FILTER_LIMIT是需要经过试验来选取的.这里只给出X坐标的滤波过程. //*px为T3时刻的采样值,count是记录连续有效采样点次数的静态变量,标志当前数据持续稳定时间,一旦发现大于//FILTER_LIMIT,count的值又要从0开始计数. Int Touch_Pen_filtering(int *px){ BOOL retVal;

Static int count=0;

count++;

//如果连续有效采样点次数大于2次,开始进行滤波算法 if(count>2){ count=2;

//将T3时刻采样值和T1时刻采样值作平均 TmpX=(x[0]+*px)/2;

//计算平均值和T2时刻采样值的差值 dx=(x[1]>TmpX)?(x[1]-TmpX):(TmpX-x[1]);

//如果差值大于门限值,说明T3的采样值无效,判为野点返回值为FALSE.为了避免过大的跳跃,认为触摸笔坐标沿变,使用T2时刻采样值来代替本次采样点,同时静态变量x[]中的数据不变,count重新开始记录连续有效采样点次数 if((dx>FIL TER_LIMIT)){ *px=x[1];

retVal=FLASE;

count=0;

} //否则采样点有效返回值为TRUE,将T3的采样点记入到x[1]中,T2的采样点移到x[0]中else{ x[0]=x[1];

x[1]=*px;

retVal=TRUE;

} } else{ //连续有效采样次数小于2,将T3的采样值记入到x[1],T2的采样值移动到x[0],并不进行滤波处理 x[0]=x[1];

x[1]=*px;

retVal=FLASE;

} return retVal;

} 3.4 后续处理 经过上述的筛选和滤波,如果被判定采样值有效,则将其滤波值送给操作系统进行后续处理,否则程序返回,等待下一次采样.在2410 test程序中,可以结合LCD的画点函数,将有效的采样点在LCD上画出,以此检验参数设置是否合理. 4计算公试 触摸屏与显示器的配合算法 FM

7843 送回控制器的X 与Y 值仅是对当前触摸点的电压值的A/D 转换值,它不具有实用价值.这个值的大小不但与触摸屏的分辨率有关,而且也与触摸屏与LCD 贴合的情况有关.而且,LCD 分辨率与触摸屏的分辨率一般来说是不一样,坐标也不一样,因此,如果想得到体现LCD 坐标的触摸屏位置,还需要在程序中进行转换.转换公式如下: x=(x-TchScr_Xmin)*LCDWIDTH/(TchScr_Xmax-TchScr_Xmin) y=(y-TchScr_Ymin)*LCDHEIGHT/(TchScr_Ymax-TchScr_Ymin) 其中,TchScr_Xmax、TchScr_Xmin、TchScr_Ymax 和TchScr_Ymin 是触摸屏返回电压值x、y 轴的范围, LCDWIDTH、LCDHEIGHT 是液晶屏的宽度与高度.

5 触摸屏的坐标的确认?? 通过上述方式采集的坐标是相对于触摸屏的坐标,需要转换成为LCD 坐标,这个过程之前需要进行两种坐标的校准工作,这里采用取平均值法.首先从触摸屏的4个顶角得到 2个最大值和2个最小值,分别计为x_min,y_min 和x_max,y_max.X,Y 方向的确定 如表1 所示. 表1 ???X,Y 方向的确定 方向 AD N-MOS P-MOS X A1N1 Q1(-)=0? Q2(+)=1 Q3(-)=1? Q4(+)=0 Y A1N0 Q1(+)=1? Q2(-)=0 Q3(+)=0? Q4(-)=1 当系统处于休眠状态时,Q1,Q3 和Q4 处于截止状态,Q2 导通.当触摸屏被按下时,首先导通MOS 管组Q1 和Q4,X+与X-回路加上+3.3V 电源,同时将MOS 管组Q2 和Q3 关闭,断开Y+和Y-,再启动处理器的A/D 转换通道1(AIN1),电路电阻与触摸屏按下产生的电阻输出分量电压,并由A/D 转换器将电压值数字化,计算X 轴的坐标.接着先导通MOS 管组Q2 和Q3,Y+与Y-回路加上+3.3V 电源,同时将MOS 管组Q1和Q4 关闭,断开X+和X-,再启动处理器的A/D 转换通道0(AIN0),电路电阻与触摸屏按下产生的电阻输出分量电压,并由A/D 转换器将电压值数字化,计算Y 轴的坐标.系统读到坐标值后,关闭Q

1、Q3 和Q4,打开Q2,回到初始状态,等待下一次笔触. 确定X,Y 方向后,坐标值的计算公式如下: X=(x_max-Xa)*320 /(x_max - x_min) Y=(y_max- Ya)*240 /(y_max- y_min) 式中: Xa=(X1+X2+...+Xn)/ n Ya=(Y1+Y2+...+Yn)/ n 一般触摸屏将触摸时的X、Y 方向的电压值送到A/D 转换接口,经过A/D 转换后的X与Y 值仅是对当前触摸点的电压值的A/D 转换值,它不具有实用价值.这个值的大小不但与触摸屏的分辨率有关,而且与触摸屏与LCD 贴合的情况有关.如果想得到体现LCD 坐标的触摸屏位置,还需要在程序中进行转换