ARM開(kāi)發(fā)步步深入之掌握ADC和觸摸屏

　　實(shí)驗目的：通過(guò)串口顯示輸入的電壓值及采集按下觸摸屏的(x,y)坐標值借此掌握S3C2410的ADC和觸摸屏的使用。

　　實(shí)驗環(huán)境及說(shuō)明：恒頤S3C2410開(kāi)發(fā)板H2410。H24X0E擴展板上AIN0~AIN1輸出懸空，通過(guò)外接可變電阻電路采樣電壓值;外接的觸摸屏接口實(shí)現擴展觸摸屏完成相應操作本實(shí)驗基于夏普3.5英寸LQ035Q7DB02。

　　實(shí) 驗思路：開(kāi)發(fā)板上電啟動(dòng)后，自動(dòng)將NandFlash開(kāi)始的4K數據復制到SRAM中，然后跳轉到0地址開(kāi)始執行。關(guān)閉看門(mén)狗、初始化SDRAM及 NandFlash控制器、設置MPLL來(lái)改變FCLK、HCLK、PCLK的值，設置堆棧，復制4KB后的16KB數據到SDRAM，之后進(jìn)入main 函數中進(jìn)行ADC及觸摸屏的測試。

　　知識掌握：ADC(模數轉換器)和Touch Screen(觸摸屏)。

　　★S3C2410 ADC和TouchScreen概述：S3C2410內置1個(gè)8信道的10bit模數轉換器，該ADC能以500KSPS的采樣速率將外部的模擬信號轉換 為10位的二進(jìn)制數字量。同時(shí)ADC部分能與CPU的觸摸屏控制器協(xié)同工作，完成對觸摸屏絕對地址的測量。ADC和TouchScreen共用一個(gè)A/D 轉換器，ADC可同時(shí)采樣8路模擬輸入信號，使用觸摸屏時(shí)，AIN[7]、AIN[5]被用來(lái)測量XP/YP的電平，剩余的六個(gè)引腳可用來(lái)做一般ADC輸 入。2410ADC和觸摸屏功能框圖如下：

　　★ADC和TouchScreen控制器的工作模式：

　　●ADC普通轉換模式(Normal Converson Mode)---普通轉換模式(AUTO_PST=0,XY_PST=0)是用來(lái)進(jìn)行一般的ADC轉換之用的，例如通過(guò)ADC測量電池電壓等等。

　　● 獨立X/Y軸坐標轉換模式(Separate X/Y Position Conversion Mode)---獨立X/Y軸坐標轉換模式其實(shí)包含了X軸模式和Y軸模式2種模式。 首先進(jìn)行X軸的坐標轉換(AUTO_PST=0，XY_PST=1)，X軸的轉換資料會(huì )寫(xiě)到ADCDAT0寄存器的XPDAT中，等待轉換完成后，觸摸屏 控制器會(huì )產(chǎn)生相應的中斷。 然后進(jìn)行Y軸的坐標轉換(AUTO_PST=0，XY_PST=2)，Y軸的轉換資料會(huì )寫(xiě)到ADCDAT1寄存器的YPDAT中，等待轉換完成后，觸摸屏 控制器會(huì )產(chǎn)生相應的中斷。

　　●自動(dòng)X(jué)/Y軸坐標轉換模式(Auto X/Y Position Conversion Mode)---自動(dòng)X(jué)/Y軸坐標轉換模式(AUTO_PST=1，XY_PST=0)將會(huì )自動(dòng)地進(jìn)行X軸和Y軸的轉換操作，隨后產(chǎn)生相應的中斷。

　　● 中斷等待模式(Wait for InterruptMode)---在系統等待"Pen Down"，即觸摸屏按下的時(shí)候，其實(shí)是處于中斷等待模式。一旦被按下，實(shí)時(shí)產(chǎn)生"INT_TC"中斷信號。每次發(fā)生此中斷都，X軸和Y軸坐標轉換資料都 可以從相應的資料寄存器中讀出。

　　●閑置模式(Standby Mode)---在該模式下轉換資料寄存器中的值都被保留為上次轉換時(shí)的資料。

　　★ADC兩種啟動(dòng)方式：以手工啟動(dòng)和讀結果時(shí)就自動(dòng)地啟動(dòng)下一次轉換;以查詢(xún)狀態(tài)位和發(fā)中斷方式獲知轉換是否結束。ADC的操作只涉及3個(gè)寄存器：

　　●ADCCON--- 設置ADCCON寄存器，選擇輸入信號通道，設置A/D轉換器的時(shí)鐘(A/D時(shí)鐘=PCLK/(PRSCVL+1))。A/D時(shí)鐘最大為2.5MHz，且 應小于PCLK的1/5;設置ADCCON寄存器，啟動(dòng)轉換(設置READ_START位則讀轉換數據(讀ADCDAT0寄存器)時(shí)即啟動(dòng)下一次轉換;否 則可通過(guò)設置ENABLE_START位來(lái)啟動(dòng)A/D轉換);ADCCON各位含義(ENABLE_START---置1啟動(dòng)ADC轉換，置0無(wú)操作; RESR_START---置1允許讀操作啟動(dòng)ADC轉換，置0禁止讀操作啟動(dòng)ADC轉換; STDBM---置1將ADC置為閑置狀態(tài)(模式)，置0將ADC置為正常操作狀態(tài);SEL_MUX---選擇需要進(jìn)行轉換的ADC信道; PRSCV---ADC轉換時(shí)鐘預分頻參數;PRSCEN---ADC轉換時(shí)鐘使能; ECFLG---ADC轉換完成標志位(只讀)。為1ADC轉換結束，為0ADC轉換進(jìn)行中)。

　　●ADCTSC---設置ADCTSC寄存器，使 用設為普通轉換模式，不使用觸摸屏功能;ADCTSC各位含義(XY_PST---對X/Y軸手動(dòng)測量模式進(jìn)行選擇;AUTO_PST---X/Y軸的自 動(dòng)轉換模式使能位;PULL_UP---XP端的上拉電阻使能位;XP_SEN---設置nXPON輸出狀態(tài);XM_SEN---設置XMON輸出狀 態(tài);YP_SEN---設置nYPON輸出狀態(tài);YM_SEN---設置YMON輸出狀態(tài))。

　　●ADCDAT0---完成ADC轉換后，讀取 ADCDAT0寄存器獲得數值(如果使用查詢(xún)方式，則可不斷讀取ADCCON寄存器的ECFLG位來(lái)確定是否轉換結束;否則可以使用INT_ADC中斷， 發(fā)生INT_ADC中斷時(shí)表示轉換結束);ADCDAT0各位含義(XPDATA---X軸轉換資料寄存器;XY_PST---選擇X/Y軸自動(dòng)轉換模 式;AUTO_PST---X/Y軸自動(dòng)轉換使能位;UPDOWN---選擇中斷等待模式的類(lèi)型。為0按下產(chǎn)生中斷，為1釋放產(chǎn)生中斷)。

　　★觸摸屏操作還涉及到以下兩個(gè)寄存器：

　　●ADCDLY---ADC轉換周期等待定時(shí)器。

　　●ADCDAT1---同ADCDAT0。

　　關(guān)鍵代碼解析：

　　★head.S頭文件來(lái)初始化，設置SDRAM，將程序復制到SDRAM，然后跳到SDRAM繼續執行

　　.equ MEM_CTL_BASE, 0x48000000

　　.text

　　.global _start

　　_start:

　　@中斷向量表處理函數，只給出復位和普通中斷模式的處理函數，其它異常未使用

　　b Reset

　　...

　　b HandleIRQ

　　@0x1c: 快中斷模式的向量地址

　　HandleFIQ:

　　b HandleFIQ

　　Reset: @復位處理

　　bl disable_watch_dog @關(guān)門(mén)喂狗

　　bl mem_control_setup @設置存儲控制器

　　ldr sp, =4096 @設置棧指針，以下C函數調用前需要設好棧

　　bl init_clock @設置MPLL，改變FCLK、HCLK、PCLK

　　bl init_nand @初始化NandFlash

　　@將NandFlash中地址4096開(kāi)始的代碼復制到SDRAM中

　　ldr r0, =0x30000000 @目標地址=0x30000000，SDRAM起始地址

　　mov r1, #4096 @源地址=4096，連接時(shí)代碼在4096開(kāi)始處

　　mov r2, #16*1024 @復制長(cháng)度=16K，對于本實(shí)驗足夠

　　bl read_nand @調用C函數read_nand

　　bl clean_bss @清除bss段

　　msr cpsr_c, #0xd2 @進(jìn)入中斷模式

　　ldr sp, =0x31000000 @設置中斷模式棧指針

　　msr cpsr_c, #0xdf @進(jìn)入系統模式

　　ldr sp, =0x34000000 @設置系統模式棧指針

　　ldr lr, =ret_initirq @設置返回地址

　　ldr pc, =init_irq @初始化中斷

　　ret_initirq:

　　msr cpsr_c, #0x5f @設置I-bit=0，開(kāi)IRQ中斷

　　ldr lr, =halt_loop @設置返回地址

　　ldr pc, =main @調用main函數

　　halt_loop:

　　b halt_loop

　　★main.c文件實(shí)現實(shí)現串口選擇ADC和TouchScreen操作，主要代碼：

　　#include

　　#include

　　#include 

　　int main()

　　{

　　char c;

　　init_uart0(); //波特率115200，8N1(8個(gè)數據位，無(wú)校驗位，1個(gè)停止位)

　　while (1)

　　{

　　printf("rn~~~~~~ Test ADC and Touch Screem ~~~~~~rn");

　　printf("[A] Test ADCnr");

　　printf("[T] Test Touch Screemnr");

　　printf("Enter your selection: ");

　　c = getc();

　　putc(c);

　　switch (c)

　　{

　　case 'a':

　　case 'A':

　　{

　　Test_Adc();//操作ADC

　　break;

　　}

　　case 't':

　　case 'T':

　　{

　　Test_Ts();//操作TouchScreen

　　break;

　　...

　　}

　　★adc_ts.c ADC和觸摸屏的測試函數，主要代碼：

　　...

　　/*

　　* 使用查詢(xún)方式讀取A/D轉換值。

　　* 輸入參數ch: 模擬信號通道，取值為0~7

　　*/

　　static int ReadAdc(int ch)

　　{

　　//選擇模擬通道，使能預分頻功能，設置A/D轉換器的時(shí)鐘 = PCLK/(49+1)

　　ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(49) | ADC_INPUT(ch);

　　//清除位[2]，設為普通轉換模式

　　ADCTSC &= ~(1<<2);

　　//設置位[0]為1，啟動(dòng)A/D轉換

　　ADCCON |= ADC_START;

　　//當A/D轉換真正開(kāi)始時(shí)，位[0]會(huì )自動(dòng)清0

　　while (ADCCON & ADC_START);

　　//檢測位[15]，當它為1時(shí)表示轉換結束

　　while (!(ADCCON & ADC_ENDCVT));

　　//讀取數據

　　return (ADCDAT0 & 0x3ff);

　　}

　　/*

　　* 測試ADC。通過(guò)A/D轉換，測量可變電阻器的電壓值

　　*/

　　void Test_Adc(void)

　　{

　　int vol0, vol1;

　　printf("Measuring the voltage of AIN0 and AIN1, press any key to exitnr");

　　while (!awaitkey(0)) // 串口無(wú)輸入，則不斷測試

　　{

　　vol0 = (ReadAdc(0)*3)/1024; // 計算電壓值

　　vol1 = (ReadAdc(1)*3)/1024; // 計算電壓值

　　printf("AIN0 = %d AIN1 = %dr", vol0,vol1);

　　}

　　printf("n");

　　}

　　static void Isr_Tc(void)

　　{

　　if (ADCDAT0 & 0x8000) //ADCDAT0[15]為1表示觸摸屏被松開(kāi)

　　{

　　printf("rnStylus Up!!nr");

　　//wait_down_int(); //進(jìn)入"等待中斷模式"，等待觸摸屏被按下

　　}

　　else

　　{

　　printf("rnStylus Down: ");

　　mode_auto_xy(); //進(jìn)入自動(dòng)(連續)X/Y軸坐標轉換模式

　　ADCCON |= ADC_START; //設置位[0]為1，啟動(dòng)A/D轉換

　　}

　　// 清INT_TC中斷

　　...

　　}

　　static void Isr_Adc(void)

　　{

　　printf("xdata = %4d, ydata = %4drn",(int)(ADCDAT0 & 0x3ff),(int)(ADCDAT1 & 0x3ff));

　　//wait_down_int(); //進(jìn)入"等待中斷模式"，等待觸摸屏被松開(kāi)

　　//清INT_ADC中斷

　　...

　　}

　　void AdcTsIntHandle(void)

　　{

　　if (SUBSRCPND & BIT_SUB_TC)

　　Isr_Tc();

　　if (SUBSRCPND & BIT_SUB_ADC)

　　Isr_Adc();

　　}

　　/*

　　*測試觸摸屏，打印觸點(diǎn)坐標

　　*/

　　void Test_Ts(void)

　　{

　　isr_handle_array[ISR_ADC_OFT] = AdcTsIntHandle; // 設置ADC中斷服務(wù)程序

　　INTMSK &= ~BIT_ADC; //開(kāi)啟ADC總中斷

　　INTSUBMSK &= ~BIT_SUB_TC; //開(kāi)啟INT_TC中斷，即觸摸屏被按下或松開(kāi)時(shí)產(chǎn)生中斷

　　INTSUBMSK &= ~BIT_SUB_ADC; //開(kāi)啟INT_ADC中斷，即A/D轉換結束時(shí)產(chǎn)生中斷

　　//使能預分頻功能，設置A/D轉換器的時(shí)鐘 = PCLK/(49+1)

　　ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(49);

　　/*

　　*采樣延時(shí)時(shí)間 = (1/3.6864M)*50000 = 13.56ms

　　*即按下觸摸屏后，再過(guò)13.56ms才采樣

　　*/

　　ADCDLY = 50000;

　　wait_down_int();/*進(jìn)入“等待中斷模式”，等待觸摸屏被按下*/

　　printf("Touch the screem to test, press any key to exit!nr");

　　getc();

　　// 屏蔽ADC中斷

　　...

　　}