觸摸屏在S3C2410上的應用實(shí)例

摘要：給出S3C2410上觸摸屏的實(shí)現原理、硬件結構和軟件程序；對軟件進(jìn)行優(yōu)化，改進(jìn)軟件濾波的實(shí)現方法。其算法使用C語(yǔ)言實(shí)現，可移植到任何操作系統的觸摸屏驅動(dòng)程序中。

引言

隨著(zhù)個(gè)人數字助理（PDA）、瘦容戶(hù)機等的普及，觸摸屏作為終端與用戶(hù)交互的媒介，在我們的生活中使用得越來(lái)普遍。觸摸屏分為電阻式、電容式、聲表面波式和紅外線(xiàn)掃描式等類(lèi)型，使用得最多的是4線(xiàn)電阻式觸摸屏。

本文以三星公司ARM9內核芯片S3C2410觸摸屏接口為基礎，通過(guò)外接4線(xiàn)電阻式觸摸屏構成硬件基礎。在此基礎上，開(kāi)發(fā)了觸摸屏面圖板程序。

1 觸摸屏原理

S3C2410接4線(xiàn)電阻式觸摸屏的電路原理如圖1所示。整個(gè)觸摸屏由模向電阻比和縱向電阻線(xiàn)組成，由nYPON、YMON、nXPON、XMON四個(gè)控制信號控制4個(gè)MOS管（S1、S2、S3、S4）的通斷。S3C2410有8個(gè)模擬輸入通道。其中，通道7作為觸摸屏接口的X坐標輸入（圖1的AIN[7]），通道5作為觸摸屏接口的Y坐標輸入（圖1的AIN[5]）。電路如圖2所示。在接入S3C2410觸摸屏接口前，它們都通過(guò)一個(gè)阻容式低通濾器濾除坐標信號噪聲。這里的濾波十分重要，如果傳遞給S3C2410模擬輸入接口的信號中干擾過(guò)大，不利于后續的軟件處理。在采樣過(guò)程中，軟件只用給特殊寄存器置位，S3C2410的觸摸屏控制器就會(huì )自動(dòng)控制觸摸屏接口打開(kāi)或關(guān)閉各MOS管，按順序完成X坐標點(diǎn)采集和Y坐標點(diǎn)采集。

2 S3C2410觸摸屏控制器

S3C2410觸摸屏控制器有2種處理模式：

①X/Y位置分別轉換模式。觸摸屏控制器包括兩個(gè)控制階段，X坐標轉換階段和Y坐標轉換階段。

②X/Y位置自動(dòng)轉換模式。觸摸屏控制器將自動(dòng)轉換X和Y坐標。

本文使用X/Y位置自動(dòng)轉換模式。

3 S3C2410觸摸屏編程

由于觸摸屏程序中參數的選取優(yōu)化需要多次試驗，而加入操作系統試驗參數，每次編譯下載耗費時(shí)間過(guò)多，不易于試驗的進(jìn)行，因而我們直接編寫(xiě)裸機觸摸屏程序。三星公司開(kāi)放了S3C2410測試程序2410test(可在三星網(wǎng)站下載)，提供了觸摸屏接口自動(dòng)轉換模式的程序范例ts_auto.c,見(jiàn)本刊網(wǎng)站www.dpj.com.cn。本文在此范例的基礎上編寫(xiě)了觸摸屏畫(huà)圖板程序——在顯示屏上畫(huà)出觸摸筆的流走痕跡。

針對坐標點(diǎn)采樣時(shí)產(chǎn)生的噪聲，本文采用噪聲濾波算法，編寫(xiě)了相應的噪聲濾波程序，濾除干擾采樣點(diǎn)。整個(gè)觸摸屏畫(huà)圖板程序的處理流程如圖3所示。

3．1 程序初始化

初始化觸摸屏控制器為自動(dòng)轉換模式。其中寄存器ADCDLY的值需要根據具體的試驗選取，可運行本文提供的程序看畫(huà)線(xiàn)的效果來(lái)選取具體的參數。觸摸屏中斷處理程序Adc_or_TsAuto是判斷觸摸屏是否被按下了。觸摸屏被按下，給全局變量Flag_Touch賦值為T(mén)ouch_Down，否則賦值為T(mén)ouch_Up。

    初始化脈寬調制計時(shí)器（PWM TIMER），選擇計時(shí)器4為時(shí)鐘，定義10ms中斷1次，提供觸摸屏采樣時(shí)間基準，即10ms觸摸屏采樣1次。計數器中斷處理程序Timer4Intr中判斷Flag_Touch被賦值為T(mén)ouch_Down，則給全局變量gTouchStartSample置位，以控制觸摸屏采樣。

之后清除觸摸屏中斷和計時(shí)器中斷屏蔽位，接受中斷響應，同時(shí)計時(shí)器開(kāi)始計時(shí)。

3．2 觸摸屏采樣程序

如果gTouchStartSample為T(mén)RUE，觸摸屏接口開(kāi)始對坐標X和Y的模擬量進(jìn)行采樣，根據試驗選取適合的的采集次數。本文中使用9次采集，分別記入到ptx[TouchSample]和pty[TouchSample]數組中，TouchSample為采集次數。

為了減少運算量，將ptx[]和pty[]分別分三組取平均值，存儲在px[3]和py[3]中。這里以處理X坐標為例：

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;

計算以上三組數據的差值：

dlXDiff0=px[0]-px[1];

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

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

然后對上述差值取絕對值，所得結果簡(jiǎn)稱(chēng)絕對差值：

dlXDiff0=dlXDiff0>0?dlXDiff0:-dlXDiff0;

dlXDiff1=dlXDiff1>0?dlXDiff1:-dlXDiff1;

dlXDiff2=dlXDiff2>0?dlXDiff2:-dlXDiff2;

判斷上述計算的色對差值是否都超過(guò)差值門(mén)限，如果這3個(gè)絕對差值都超過(guò)門(mén)限值，判定這次采樣點(diǎn)為野點(diǎn)，拋棄采樣點(diǎn)，程序返回等待下次采樣。其中的差值門(mén)限需要根據試驗測試得到，本文取值為2。

找出其中絕對差值最小的2組數據，再將它們作平均，同時(shí)賦值給tmx:

if(dlXDiff0<dlXDiff1){

if(dlXDiff2<dlXDiff0){

tmx=((px[0]+px[2]>>1);

}

else{

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

}

}

else if(dlXDiff2<dlXDiff1){

tmx=((px[0]+px[2])>>1);

}

else{

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

}

圖3

    函數Touch_Coordinate Conversion完成觸摸屏采樣值轉換成顯示坐標，根據不同的硬件有不同的轉換方法。本觸摸屏采樣坐標及顯示坐標如圖4、圖5所示。其中TOUCH_MAX_X和TOUCH_MIN_X是觸摸屏X坐標采樣值的最大和最小值；Y坐標同理?？梢赃\行本文程序，同時(shí)使用觸摸筆在觸摸屏的4個(gè)角取得最大最小采樣值。這里使用的是320