触摸屏在S3C2410上的应用实例

摘要：给出S3C2410上触摸屏的实现原理、硬件结构和软件程序；对软件进行优化，改进软件滤波的实现方法。其算法使用C语言实现，可移植到任何操作系统的触摸屏驱动程序中。

引言

随着个人数字助理（PDA）、瘦容户机等的普及，触摸屏作为终端与用户交互的媒介，在我们的生活中使用得越来普遍。触摸屏分为电阻式、电容式、声表面波式和红外线扫描式等类型，使用得最多的是4线电阻式触摸屏。

本文以三星公司ARM9内核芯片S3C2410触摸屏接口为基础，通过外接4线电阻式触摸屏构成硬件基础。在此基础上，开发了触摸屏面图板程序。

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（S1、S2、S3、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(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);

}

图3

    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

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