使用电容触摸屏做画板——软件IIC(二)

使用电容触摸屏时发现硬件IIC会使电容触摸屏卡死,经过调试发现软件IIC更加好用,那么下面就了解一下软件IIC叭。

IIC协议:

//先定义引脚的高低电平
#define IIC_SDA_1   GPIO_SetBits(EEPROM_I2C_SDA_GPIO_PORT,EEPROM_I2C_SDA_PIN)
#define IIC_SDA_0   GPIO_ResetBits(EEPROM_I2C_SDA_GPIO_PORT,EEPROM_I2C_SDA_PIN)

#define IIC_SCL_1   GPIO_SetBits(EEPROM_I2C_SCL_GPIO_PORT,EEPROM_I2C_SCL_PIN)
#define IIC_SCL_0   GPIO_ResetBits(EEPROM_I2C_SCL_GPIO_PORT,EEPROM_I2C_SCL_PIN)

//由于是在IIC读写EEPROM那边改的,所以引脚的宏并没有改

那么就模拟起始信号写 一个引脚电平的变换:

static void  IIC_Start(void)
{
    IIC_SDA_1;		//保持高电平
    IIC_SCL_1;
  
    IIC_Delay();	//延迟
  
    IIC_SDA_0;		//SDA低电平,起始信号
    IIC_Delay();
    
    IIC_SCL_0;		//SCL低电平,开始工作
    IIC_Delay();

}

其中的延时函数:

void IIC_Delay(void)
{
  uint8_t i ;  
  for(i=0;i<50;i++);  
}

(2)模拟停止信号:SCL为高电平,SDA由低电平变为高电平。

static void  IIC_Stop(void)
{
    IIC_SDA_0;
    IIC_SCL_1;
  
    IIC_Delay();
  
    IIC_SDA_1;
    IIC_Delay();
    
    IIC_SCL_1;
    IIC_Delay();

}

(3)数据有效时读取数据:SCL高电平、读取SDA数据

每次采样一个字节一共八位,当SCL高电平时,SDA为高电平时数据有效。

//定义一个读取引脚的宏
#define IIC_READ_SDA()  GPIO_ReadInputDataBit(EEPROM_I2C_SDA_GPIO_PORT,EEPROM_I2C_SDA_PIN)

 读取数据函数:

static uint8_t IIC_ReadByte(void)
{
  uint8_t i;  
  uint8_t value = 0;
  
  for(i=0;i<8;i++)
  {
    //要将高位的数据往左移
    value <<= 1 ;    
    
    IIC_SCL_1;
    IIC_Delay();

    if(IIC_READ_SDA())  //SDA为高电平时数据有效
    {
      value++;
    }
    else
    {
    
    }        
	
    //读取一个字节后要变为低电平
    IIC_SCL_0;      
    IIC_Delay(); 
    
  }
  
  return value;
}

(4)发送一个数据:收发的电平信号与读取一样。

static void IIC_SendByte(uint8_t data)
{
  uint8_t i;  
  
  for(i=0;i<8;i++)
  {   
    //每一次先发高位数据
    if(data &0x80)
    {
       IIC_SDA_1;
    }
    else
    {
      IIC_SDA_0;
    }   
    IIC_Delay();     
    
    //拉高一段时间
    IIC_SCL_1;
    IIC_Delay();     
    //再拉低   
    IIC_SCL_0;      
    IIC_Delay(); 
    //将数据左移使其置为高位
    data <<= 1 ;    
    
    //释放总线
    if(i==7)
    {
      //相当于产生一个停止信号
      IIC_SDA_1;
    }
    
  }  

}

(5)发送非应答/应答信号:当SCL处于一个高电平的时钟里面,等待响应,当SDA表现为高电平时,表现为非应答信号。

static void IIC_NACK(void)
{
  IIC_SDA_1;
  IIC_Delay();     
  
  IIC_SCL_1;
  IIC_Delay();  
  IIC_SCL_0;
  
  IIC_Delay(); 

}

当SCL处于一个高电平的时钟里面,等待响应,当SDA表现为低电平时,表现为应答信号。

static void IIC_ACK(void)
{
  IIC_SDA_0;
  IIC_Delay();     
  
  IIC_SCL_1;
  IIC_Delay();  
  IIC_SCL_0;
  
  IIC_Delay(); 
  
  //释放总线
  IIC_SDA_1;
}

 (6)等待应答信号

static uint8_t IIC_Wait_ACK(void)
{
  uint8_t ack_value;
  //释放控制权
  IIC_SDA_1;
  IIC_Delay(); 
  //拉高进行读取
  IIC_SCL_1;  
  IIC_Delay(); 
  //判断应答还是非应答
  if(IIC_READ_SDA())
    ack_value = 1;
  else
    ack_value = 0;
  
  IIC_SCL_0;      
  IIC_Delay();  
  
  return ack_value;
}

接下来使用软件IIC控制液晶屏:

一、初始化引脚

使用电容触摸屏做画板——软件IIC(二) 

 对所有要使用的引脚进行初始化:

/*设定使用的电容屏 IIC 设备地址*/
#define GTP_ADDRESS 0xBA
 
#define I2CT_FLAG_TIMEOUT ((uint32_t)0x1000)
#define I2CT_LONG_TIMEOUT ((uint32_t)(10 * I2CT_FLAG_TIMEOUT))
 
/*I2C 引脚*/
#define GTP_I2C I2C2
#define GTP_I2C_CLK RCC_APB1Periph_I2C2
#define GTP_I2C_CLK_INIT RCC_APB1PeriphClockCmd

#define GTP_I2C_SCL_PIN GPIO_Pin_4
#define GTP_I2C_SCL_GPIO_PORT GPIOH
#define GTP_I2C_SCL_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOH
#define GTP_I2C_SCL_SOURCE GPIO_PinSource4
#define GTP_I2C_SCL_AF GPIO_AF_I2C2

#define GTP_I2C_SDA_PIN GPIO_Pin_5
#define GTP_I2C_SDA_GPIO_PORT GPIOH
#define GTP_I2C_SDA_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOH
#define GTP_I2C_SDA_SOURCE GPIO_PinSource5
#define GTP_I2C_SDA_AF GPIO_AF_I2C2

/*复位引脚*/
#define GTP_RST_GPIO_PORT GPIOI
#define GTP_RST_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOI
#define GTP_RST_GPIO_PIN GPIO_Pin_8
/*中断引脚*/
#define GTP_INT_GPIO_PORT GPIOD
#define GTP_INT_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOD
#define GTP_INT_GPIO_PIN GPIO_Pin_13
#define GTP_INT_EXTI_PORTSOURCE EXTI_PortSourceGPIOD
#define GTP_INT_EXTI_PINSOURCE EXTI_PinSource13
#define GTP_INT_EXTI_LINE EXTI_Line13
#define GTP_INT_EXTI_IRQ EXTI15_10_IRQn
/*中断服务函数*/
#define GTP_IRQHandler EXTI15_10_IRQHandler

//初始化触摸屏使用的I2C信号线,并且把RET与INT引脚也初始化为下拉推挽输出模式,以便刚上电的时候输出上电时序,设置触摸屏的I2C设备地址
static void I2C_GPIO_Config(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
   
  /*使能IIC时钟 */
  RCC_APB1PeriphClockCmd(GTP_I2C_CLK, ENABLE);
  
  /*使能触摸屏使用的引脚的时钟 */
  RCC_AHB1PeriphClockCmd(GTP_I2C_SCL_GPIO_CLK | 	GTP_I2C_SDA_GPIO_CLK|GTP_RST_GPIO_CLK|GTP_INT_GPIO_CLK, ENABLE);

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_SYSCFG, ENABLE);
    
      /* 配置I2C_SCL源*/
    GPIO_PinAFConfig(GTP_I2C_SCL_GPIO_PORT, 
                     GTP_I2C_SCL_SOURCE, GTP_I2C_SCL_AF);
    /* 配置I2C_SDA 源*/
    GPIO_PinAFConfig(GTP_I2C_SDA_GPIO_PORT, 
                     GTP_I2C_SDA_SOURCE, GTP_I2C_SDA_AF);  
    
      /*配置SCL引脚 */   
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GTP_I2C_SCL_PIN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GTP_I2C_SCL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

    /*配置SDA引脚 */
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GTP_I2C_SDA_PIN;
    GPIO_Init(GTP_I2C_SDA_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
    
      /*!< Configure RST */   
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GTP_RST_GPIO_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_DOWN;
  GPIO_Init(GTP_RST_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
  
  /*!< Configure INT */   
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GTP_INT_GPIO_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_DOWN;       //设置为下拉,方便初始化
  GPIO_Init(GTP_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
   

通过RST引脚与INT引脚确定设备地址以及配置IIC模式:最开始这INT引脚要配置为输出模式,后面要输入,实现对液晶屏的上电时序控制。

void I2C_ResetChip(void)
{
	  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

	  /*!< Configure INT */
	  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GTP_INT_GPIO_PIN;
	  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
	  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	  GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;
	  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_DOWN;       //设置为下拉,方便初始化
	  GPIO_Init(GTP_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

	  /*初始化GT9157,rst为高电平,int为低电平,则gt9157的设备地址被配置为0xBA*/
	  //这段函数中控制RST引脚由低电平改变至高电平,且期间按INT引脚一直为低电平这样的上电时序使控制芯片的I2C写地址为0xBA,读地址为0xBB,可以写为(0xBA|0x01)
	  /*复位为低电平,为初始化做准备*/
	  GPIO_ResetBits (GTP_RST_GPIO_PORT,GTP_RST_GPIO_PIN);
	  Delay(0x0FFFFF);

	  /*拉高一段时间,进行初始化*/
	  GPIO_SetBits (GTP_RST_GPIO_PORT,GTP_RST_GPIO_PIN);
	  Delay(0x0FFFFF);

	  /*把INT引脚设置为浮空输入模式*/
	  /*!< Configure INT */
      //使其可以接收触控芯片输出的触摸中断信号
	  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GTP_INT_GPIO_PIN;
	  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
	  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	  GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd  = GPIO_PuPd_NOPULL;
	  GPIO_Init(GTP_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

配置中断:

//INT引脚配置为上升沿触发
void I2C_GTP_IRQEnable(void)
{
        EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
        NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;
        /*配置 INT 为浮空输入 */
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GTP_INT_GPIO_PIN;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
        GPIO_Init(GTP_INT_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);

        /* 连接 EXTI 中断源 到 INT 引脚 */
        SYSCFG_EXTILineConfig(GTP_INT_EXTI_PORTSOURCE, GTP_INT_EXTI_PINSOURCE);

        /* 选择 EXTI 中断源 */
        EXTI_InitStructure.EXTI_Line = GTP_INT_EXTI_LINE;
        EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt;
        EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Rising;
        EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
        EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);

        /* 配置中断优先级 */
        NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_1)
        /*使能中断*/
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = GTP_INT_EXTI_IRQ;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 1;
        NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
        NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
void SysTick_Handler(void)
{

	static uint8_t timecount=0;
	if(timecount>=10)
	{
		timecount=0;
		GTP_TouchProcess();
	}
	TimingDelay_Decrement();
	timecount++;
}

这个中断用于触摸处理。具体的函数是在gt9xx.c文件中,是触摸屏基于Linux给的一个驱动文件,函数作用用于判断现在触摸点于哪个位置。

配置I2C模式,FT9157使用的是标准7位地址模式的I2C通讯:

/* STM32 I2C 快速模式 */
#define I2C_Speed                        400000

/* 这个地址只要与STM32外挂的I2C器件地址不一样即可 */
#define I2C_OWN_ADDRESS7                 0x0A
static void I2C_Mode_Config(void)
{
  I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure; 

  /* I2C 配置 */
  I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;	
  I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;		                     /* 高电平数据稳定,低电平数据变化 SCL 时钟线的占空比 */
  I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 =I2C_OWN_ADDRESS7;
  I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;	
  I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;	
  /* I2C的寻址模式 */
  I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;	                            
  /* 通信速率 */
  I2C_Init(GTP_I2C, &I2C_InitStructure);	                                     /* I2C1 初始化 */
  I2C_Cmd(GTP_I2C, ENABLE);  	                                                 /* 使能 I2C1 */

  I2C_AcknowledgeConfig(GTP_I2C, ENABLE);
  
}

 最后封装一下初始化所需要的函数:

void I2C_Touch_Init(void)
{
        I2C_GPIO_Config();

        I2C_Mode_Config();

        I2C_ResetChip();

        I2C_GTP_IRQEnable();
}

下面的函数都是移植了Linux(gt9xx.c)中的驱动函数:

在函数中有一个结构体数组,在IIC中有读写复合的方式进行通讯,上面的函数正表示了这一点,在Linux驱动中通过将写入与读取封装在一个结构体数组中,进行了这种复合方式。

//寄存器地址的长度
#define GTP_ADDR_LENGTH 2

/**
  * @brief   从IIC设备中读取数据
  * @param
  *		@arg client_addr:设备地址
  *		@arg  buf[0~1]: 读取数据寄存器的起始地址
  *		@arg buf[2~len-1]: 存储读出来数据的缓冲buffer
  *		@arg len:    GTP_ADDR_LENGTH + read bytes count(寄存器地址长度+读取的数据字节数)
  * @retval  i2c_msgs传输结构体的个数,2为成功,其它为失败
  */
static int32_t GTP_I2C_Read(uint8_t client_addr, uint8_t *buf, int32_t len)
{
    struct i2c_msg msgs[2];
    int32_t ret=-1;
    int32_t retries = 0;

    GTP_DEBUG_FUNC();
    /*一个读数据的过程可以分为两个传输过程:
     * 1. IIC  写入 要读取的寄存器地址
     * 2. IIC  读取  数据
     * */

    msgs[0].flags = !I2C_M_RD;			//写入
    msgs[0].addr  = client_addr;		//IIC设备地址
    msgs[0].len   = GTP_ADDR_LENGTH;	//寄存器地址为2字节(即写入两字节的数据)
    msgs[0].buf   = &buf[0];			//buf[0~1]存储的是要读取的寄存器地址
    
    msgs[1].flags = I2C_M_RD;				//读取
    msgs[1].addr  = client_addr;			//IIC设备地址
    msgs[1].len   = len - GTP_ADDR_LENGTH;	//要读取的数据长度
    msgs[1].buf   = &buf[GTP_ADDR_LENGTH];	//buf[GTP_ADDR_LENGTH]之后的缓冲区存储读出的数据

    while(retries < 5)
    {
        ret = I2C_Transfer( msgs, 2);					//调用IIC数据传输过程函数,有2个传输过程
        if(ret == 2)break;
        retries++;
    }
    if((retries >= 5))
    {
        GTP_ERROR("I2C Read: 0x%04X, %d bytes failed, errcode: %d! Process reset.", (((uint16_t)(buf[0] << 8)) | buf[1]), len-2, ret);
    }
    return ret;
}
//需要注意的是,其中buf的前两个字节表示寄存器地址,且len的长度为buf的整体长度

 复合读过程的步骤:

使用电容触摸屏做画板——软件IIC(二)

复合写过程的步骤:

使用电容触摸屏做画板——软件IIC(二) 其中提到的通讯结构体:

/* 表示读数据 */ 
#define I2C_M_RD		0x0001	
 /*
 * 存储I2C通讯的信息
 * @addr:  从设备的I2C设备地址	
 * @flags: 控制标志
 * @len:  读写数据的长度
 * @buf:  存储读写数据的指针
 **/
struct i2c_msg {
	uint8_t addr;		/*从设备的I2C设备地址 */
	uint16_t flags;		/*控制标志*/
	uint16_t len;		/*读写数据的长度*/
	uint8_t *buf;		/*存储读写数据的指针	*/
};
  • addr:从机的IIC设备地址,通讯时无论是读方向还是写方向,给这个成员赋值为写地址即可(0xBA)。

  • flags:存储了控制标志,用于指示i2c_msg结构体要求以什么方式来传输(读or写)。在原来的Linux驱动中有很多种控制方式,在这里被赋值为I2C_M_RD表示读。

  • len:数据长度。

  • buf:存储了指向读写数据缓冲区的指针。

在读取数据时,使用以下的函数,判断结构体数组中是读取的数据包还是要接收的数据包,这样就使读取与写入都可以封装在一个函数中,牛:I2C_Transfer的主要输入参数是i2c_msg结构体的指针以及要传输多少个这样的结构体,属于Linux内部的驱动层,对外提供接口。

 

/**
  * @brief   使用IIC进行数据传输
  * @param
  *		@arg i2c_msg:数据传输结构体
  *		@arg num:数据传输结构体的个数
  * @retval  正常完成的传输结构个数,若不正常,返回0xff
  */
static int I2C_Transfer( struct i2c_msg *msgs,int num)
{
	int im = 0;
	int ret = 0;

	GTP_DEBUG_FUNC();
	//将结构体一个个地传输出去
	for (im = 0; ret == 0 && im != num; im++)
	{
		if ((msgs[im].flags&I2C_M_RD))												//根据flag判断是读数据还是写数据
		{
			ret = I2C_ReadBytes(msgs[im].addr, msgs[im].buf, msgs[im].len);			//IIC读取数据
		} else
		{
			ret = I2C_WriteBytes(msgs[im].addr,  msgs[im].buf, msgs[im].len);	//IIC写入数据
		}
	}

	if(ret)
		return ret;

	return im;   							//正常完成的传输结构个数
}

后面的读取数据与接收数据都使用软件IIC的方式进行:

/**
  * @brief   使用IIC读取数据
  * @param   
  * 	@arg ClientAddr:从设备地址
  *		@arg pBuffer:存放由从机读取的数据的缓冲区指针
  *		@arg NumByteToRead:读取的数据长度
  * @retval  无
  */
uint32_t I2C_ReadBytes(uint8_t ClientAddr,uint8_t* pBuffer, uint16_t NumByteToRead)
{
	
	/* 第1步:发起I2C总线启动信号 */
	i2c_Start();
	
	/* 第2步:发起控制字节,高7bit是地址,bit0是读写控制位,0表示写,1表示读 */
	i2c_SendByte(ClientAddr | I2C_DIR_RD);	/* 此处是读指令 */
	
	/* 第3步:等待ACK */
	if (i2c_WaitAck() != 0)
	{
		goto cmd_fail;	/* 器件无应答 */
	}

	while(NumByteToRead) 
   {
   if(NumByteToRead == 1)
    {
			i2c_NAck();	/* 最后1个字节读完后,CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1) */
      
      		/* 发送I2C总线停止信号 */
      		i2c_Stop();
    }
    
   *pBuffer = i2c_ReadByte();
    
    /* 读指针自增 */
    pBuffer++; 
      
    /*计数器自减 */
    NumByteToRead--;
    
    i2c_Ack();	/* 中间字节读完后,CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0) */  
  }

	/* 发送I2C总线停止信号 */
	i2c_Stop();
	return 0;	/* 执行成功 */

cmd_fail: /* 命令执行失败后,切记发送停止信号,避免影响I2C总线上其他设备 */
	/* 发送I2C总线停止信号 */
	i2c_Stop();
	return 1;
}


/**
  * @brief   使用IIC写入数据
  * @param   
  * 	@arg ClientAddr:从设备地址
  *		@arg pBuffer:缓冲区指针
  *     @arg NumByteToWrite:写的字节数
  * @retval  无
  */
uint32_t I2C_WriteBytes(uint8_t ClientAddr,uint8_t* pBuffer,  uint8_t NumByteToWrite)
{
	uint16_t m;	

  /* 第0步:发停止信号,启动内部写操作 */
  i2c_Stop();
  
  /* 通过检查器件应答的方式,判断内部写操作是否完成, 一般小于 10ms 			
    CLK频率为200KHz时,查询次数为30次左右
  */
  for (m = 0; m < 1000; m++)
  {				
    /* 第1步:发起I2C总线启动信号 */
    i2c_Start();
    
    /* 第2步:发起控制字节,高7bit是地址,bit0是读写控制位,0表示写,1表示读 */
    i2c_SendByte(ClientAddr | I2C_DIR_WR);	/* 此处是写指令 */
    
    /* 第3步:发送一个时钟,判断器件是否正确应答 */
    if (i2c_WaitAck() == 0)
    {
      break;
    }
  }
  if (m  == 1000)
  {
    goto cmd_fail;	/* EEPROM器件写超时 */
  }	
	
  while(NumByteToWrite--)
  {
  /* 第4步:开始写入数据 */
  i2c_SendByte(*pBuffer);

  /* 第5步:检查ACK */
  if (i2c_WaitAck() != 0)
  {
    goto cmd_fail;	/* 器件无应答 */
  }
  
      pBuffer++;	/* 地址增1 */		
  }
	
	/* 命令执行成功,发送I2C总线停止信号 */
	i2c_Stop();
	return 0;

cmd_fail: /* 命令执行失败后,切记发送停止信号,避免影响I2C总线上其他设备 */
	/* 发送I2C总线停止信号 */
	i2c_Stop();
	return 1;
}

上面的两个读写函数都是很纯粹的IIC读写过程,没有包含寄存器的地址,这两个函数都通过调用数据包进行传输设备地址、缓冲区指针以及数据量。

接下来是读取触控芯片的产品ID及其版本号

由前面介绍的,寄存器是存放于0x8140这个寄存器中。

//设定使用的电容屏的IIC设备地址
#define GTP_ADDRESS 	0XBA
//芯片版本号地址
#define GTP_REG_VERSION	0X8140

int32_t GTP_Read_Version(void)
{
    int32_t ret = -1;
    uint8_t buf[8] = {GTP_REG_VERSION >> 8, GTP_REG_VERSION & 0xff};    //寄存器地址

    GTP_DEBUG_FUNC();

    ret = GTP_I2C_Read(GTP_ADDRESS, buf, sizeof(buf));
    if (ret < 0)
    {
        GTP_ERROR("GTP read version failed");
        return ret;
    }

    if (buf[4] == '1')
    {				
				//GT911芯片
				if(buf[2] == '9' && buf[3] == '1' && buf[4] == '1')
        {
          GTP_INFO("IC1 Version: %c%c%c_%02x%02x", buf[2], buf[3], buf[4], buf[7], buf[6]);

					touchIC = GT911;
          /* 设置当前的液晶屏类型 */
          cur_lcd = INCH_7;
        }
        //GT9157芯片
        else
           GTP_INFO("Unknown IC Version: %c%c%c%c_%02x%02x", buf[2], buf[3], buf[4], buf[5], buf[7], buf[6]);
		}
		else if (buf[4] == '5')
		{
			if( buf[2] == '9' && buf[3] == '1' && buf[4] == '5' && buf[5] == '7')
        {
          GTP_INFO("IC2 Version: %c%c%c%c_%02x%02x", buf[2], buf[3], buf[4], buf[5], buf[7], buf[6]);

					touchIC = GT9157;
          /* 设置当前的液晶屏类型 */
          cur_lcd = INCH_5;
        }
        else
           GTP_INFO("Unknown IC Version: %c%c%c%c_%02x%02x", buf[2], buf[3], buf[4], buf[5], buf[7], buf[6]);

    }    
    else if (buf[4] == '8')
    {	
				//GT5688芯片
				if(buf[2] == '5' && buf[3] == '6' && buf[4] == '8' && buf[5] == '8')
        {
          GTP_INFO("IC3 Version: %c%c%c%c_%02x%02x", buf[2], buf[3], buf[4], buf[5], buf[7], buf[6]);

					touchIC = GT5688;
          /* 设置当前的液晶屏类型 */
          cur_lcd = INCH_4_3;
        }
        else
           GTP_INFO("Unknown IC Version: %c%c%c%c_%02x%02x", buf[2], buf[3], buf[4], buf[5], buf[7], buf[6]);

    }
		else if(buf[4] == '7')
    {
			  //GT917S芯片
         GTP_INFO("IC2 Version: %c%c%c%c_%02x%02x", buf[2], buf[3], buf[4], buf[5], buf[7], buf[6]);
				
				if(buf[2] == '9' && buf[3] == '1' && buf[4] == '7' && buf[5] == 'S')
				{	
					touchIC = GT917S; 
					/* 设置当前的液晶屏类型 */
          cur_lcd = INCH_5;	
				}					
    }
    else 
       GTP_INFO("Unknown IC Version: %c%c%c%c_%02x%02x", buf[2], buf[3], buf[4], buf[5], buf[7], buf[6]);

    return ret;
}

 上面那个函数定义了一个8字节的buf数组,并且向他的第0个和第1个元素写入产品ID寄存器的地址,然后调用复合函数读取数据,之后就可以读取寄存器的信息,利用下面这个宏:

#define GTP_INFO(fmt,arg...)           printf("<<-GTP-INFO->> "fmt"\n",##arg)

之后向触控芯片写入参数

我们识别出是哪一种产品id后,我们就可以往显示屏里面写入配置参数到寄存器中:

使用电容触摸屏做画板——软件IIC(二) 

 在函数中定义了一个枚举,存放了所有的产品型号:

使用电容触摸屏做画板——软件IIC(二)

 之后在下面这个函数进行了初始化,也调用了I2C_Touch_Init初始化了STM32的IIC外设,设定触控芯片的IIC设备地址,然后调用了上面的获取触控芯片的版本号。之后将配置参数表写入到触控芯片的配置寄存器中,在传输中包含由checksum寄存器的值,需要利用其来校验数据。

int32_t GTP_Init_Panel(void)
{
    int32_t ret = -1;

    int32_t i = 0;
    uint16_t check_sum = 0;
    int32_t retry = 0;

    const uint8_t* cfg_info;
    uint8_t cfg_info_len  ;
	uint8_t* config;

    uint8_t cfg_num =0 ;		//需要配置的寄存器个数
	//查错函数
    GTP_DEBUG_FUNC();
	
    I2C_Touch_Init();

    ret = GTP_I2C_Test();
    if (ret < 0)
    {
        GTP_ERROR("I2C communication ERROR!");
				return ret;
    } 
		
		//获取触摸IC的型号
    GTP_Read_Version(); 
    
#if UPDATE_CONFIG

		config = (uint8_t *)malloc (GTP_CONFIG_MAX_LENGTH + GTP_ADDR_LENGTH);

		config[0] = GTP_REG_CONFIG_DATA >> 8;
		config[1] =  GTP_REG_CONFIG_DATA & 0xff;
		
		//根据IC的型号指向不同的配置
		if(touchIC == GT9157)
		{
			cfg_info =  CTP_CFG_GT9157; //指向寄存器配置
			cfg_info_len = CFG_GROUP_LEN(CTP_CFG_GT9157);//计算配置表的大小
		}
		else if(touchIC == GT911)
		{
			cfg_info =  CTP_CFG_GT911;//指向寄存器配置
			cfg_info_len = CFG_GROUP_LEN(CTP_CFG_GT911) ;//计算配置表的大小
		}
		else if(touchIC == GT5688)			
		{
			cfg_info =  CTP_CFG_GT5688; //指向寄存器配置
			cfg_info_len = CFG_GROUP_LEN(CTP_CFG_GT5688);//计算配置表的大小
		}
		else if(touchIC == GT917S)
		{
			cfg_info =  CTP_CFG_GT917S; //指向寄存器配置
			cfg_info_len = CFG_GROUP_LEN(CTP_CFG_GT917S);//计算配置表的大小
		}
		
    memset(&config[GTP_ADDR_LENGTH], 0, GTP_CONFIG_MAX_LENGTH);
    memcpy(&config[GTP_ADDR_LENGTH], cfg_info, cfg_info_len);
		
		cfg_num = cfg_info_len;
		
		GTP_DEBUG("cfg_info_len = %d ",cfg_info_len);
		GTP_DEBUG("cfg_num = %d ",cfg_num);
		GTP_DEBUG_ARRAY(config,6);
		
		/*根据LCD的扫描方向设置分辨率*/
		config[GTP_ADDR_LENGTH+1] = LCD_PIXEL_WIDTH & 0xFF;
		config[GTP_ADDR_LENGTH+2] = LCD_PIXEL_WIDTH >> 8;
		config[GTP_ADDR_LENGTH+3] = LCD_PIXEL_HEIGHT & 0xFF;
		config[GTP_ADDR_LENGTH+4] = LCD_PIXEL_HEIGHT >> 8;
		
		/*根据模式设置X2Y交换*/

    //不交换
//		config[GTP_ADDR_LENGTH+6] &= ~(X2Y_LOC);

    //交换
//    config[GTP_ADDR_LENGTH+6] |= (X2Y_LOC);

    //计算要写入checksum寄存器的值
    check_sum = 0;

    /* 计算check sum校验值 */
    if(touchIC == GT911 || touchIC == GT9157)
    {
        for (i = GTP_ADDR_LENGTH; i < cfg_num+GTP_ADDR_LENGTH; i++)
        {
            check_sum += (config[i] & 0xFF);
        }
        config[ cfg_num+GTP_ADDR_LENGTH] = (~(check_sum & 0xFF)) + 1; 	//checksum
        config[ cfg_num+GTP_ADDR_LENGTH+1] =  1; 						//refresh 配置更新标志
    }
    else if(touchIC == GT5688 || touchIC == GT917S) 
    {
      for (i = GTP_ADDR_LENGTH; i < (cfg_num+GTP_ADDR_LENGTH -3); i += 2) 
      {
        check_sum += (config[i] << 8) + config[i + 1];
      }
      
      check_sum = 0 - check_sum;
      GTP_DEBUG("Config checksum: 0x%04X", check_sum);
      //更新checksum
      config[(cfg_num+GTP_ADDR_LENGTH -3)] = (check_sum >> 8) & 0xFF;
      config[(cfg_num+GTP_ADDR_LENGTH -2)] = check_sum & 0xFF;
      config[(cfg_num+GTP_ADDR_LENGTH -1)] = 0x01;
    }

    //写入配置信息
    for (retry = 0; retry < 5; retry++)
    {
        ret = GTP_I2C_Write(GTP_ADDRESS, config , cfg_num + GTP_ADDR_LENGTH+2);
        if (ret > 0)
        {
            break;
        }
    }
    Delay(0xfffff);				//延迟等待芯片更新
		

		
#if 1	//读出写入的数据,检查是否正常写入
    //检验读出的数据与写入的是否相同
	{
    	    uint16_t i;
    	    uint8_t buf[300];
    	     buf[0] = config[0];
    	     buf[1] =config[1];    //寄存器地址

    	    GTP_DEBUG_FUNC();

    	    ret = GTP_I2C_Read(GTP_ADDRESS, buf, sizeof(buf));
			   
			GTP_DEBUG("read ");

			GTP_DEBUG_ARRAY(buf,cfg_num);
		
			GTP_DEBUG("write ");

			GTP_DEBUG_ARRAY(config,cfg_num);

					//不对比版本号
    	    for(i=3;i<cfg_num+GTP_ADDR_LENGTH-3;i++)
    	    {

    	    	if(config[i] != buf[i])
    	    	{
    	    		GTP_ERROR("Config fail ! i = %d ",i);
							free(config);
    	    		return -1;
    	    	}
    	    }
    	    if(i==cfg_num+GTP_ADDR_LENGTH-3)
	    		GTP_DEBUG("Config success ! i = %d ",i);
	}
#endif
	free(config);

#endif
	 /* emXGUI示例中不使能中断 */
		GTP_IRQ_Enable();
	
    	GTP_Get_Info();
		
		

    return 0;
}

#define GTP_INFO(fmt,arg...)           printf("<<-GTP-INFO->> "fmt"\n",##arg)
#define GTP_ERROR(fmt,arg...)          printf("<<-GTP-ERROR->> "fmt"\n",##arg)
#define GTP_DEBUG(fmt,arg...)          do{\
                                         if(GTP_DEBUG_ON)\
                                         printf("<<-GTP-DEBUG->> [%d]"fmt"\n",__LINE__, ##arg);\
																					}while(0)

#define GTP_DEBUG_ARRAY(array, num)    do{\
                                         int32_t i;\
                                         uint8_t* a = array;\
                                         if(GTP_DEBUG_ARRAY_ON)\
                                         {\
                                            printf("<<-GTP-DEBUG-ARRAY->>\n");\
                                            for (i = 0; i < (num); i++)\
                                            {\
                                                printf("%02x   ", (a)[i]);\
                                                if ((i + 1 ) %10 == 0)\
                                                {\
                                                    printf("\n");\
                                                }\
                                            }\
                                            printf("\n");\
                                        }\
                                       }while(0)

#define GTP_DEBUG_FUNC()               do{\
                                         if(GTP_DEBUG_FUNC_ON)\
                                         printf("<<-GTP-FUNC->> Func:%s@Line:%d\n",__func__,__LINE__);\
                                       }while(0)

																			 
																			 
#define GTP_SWAP(x, y)                 do{\
                                         typeof(x) z = x;\
                                         x = y;\
                                         y = z;\
                                       }while (0)

INT中断服务函数

void SysTick_Handler(void)
{

	static uint8_t timecount=0;
	if(timecount>=10)
	{
		timecount=0;
        //此函数的作用是读取触摸坐标
		GTP_TouchProcess();
	}
	TimingDelay_Decrement();
	timecount++;
}

void GTP_TouchProcess(void)
{
  GTP_DEBUG_FUNC();
  Goodix_TS_Work_Func();

}

核心在于下面这个函数:

//状态寄存器地址
#define GTP_READ_COOR_ADDR 0X814E

/**
  * @brief   触屏处理函数,轮询或者在触摸中断调用
  * @param 无
  * @retval 无
  */
static void Goodix_TS_Work_Func(void)
{
    uint8_t  end_cmd[3] = {GTP_READ_COOR_ADDR >> 8, GTP_READ_COOR_ADDR & 0xFF, 0};
    uint8_t  point_data[2 + 1 + 8 * GTP_MAX_TOUCH + 1]={GTP_READ_COOR_ADDR >> 8, GTP_READ_COOR_ADDR & 0xFF};
    uint8_t  touch_num = 0;
    uint8_t  finger = 0;
    static uint16_t pre_touch = 0;
    static uint8_t pre_id[GTP_MAX_TOUCH] = {0};

    uint8_t client_addr=GTP_ADDRESS;
    uint8_t* coor_data = NULL;
    int32_t input_x = 0;
    int32_t input_y = 0;
    int32_t input_w = 0;
    uint8_t id = 0;
 
    int32_t i  = 0;
    int32_t ret = -1;

    GTP_DEBUG_FUNC();

    ret = GTP_I2C_Read(client_addr, point_data, 12);//10字节寄存器加2字节地址
    if (ret < 0)
    {
        GTP_ERROR("I2C transfer error. errno:%d\n ", ret);

        return;
    }
    
    finger = point_data[GTP_ADDR_LENGTH];//状态寄存器数据

    if (finger == 0x00)		//没有数据,退出
    {
        return;
    }

    if((finger & 0x80) == 0)//判断buffer status位
    {
        goto exit_work_func;//坐标未就绪,数据无效
    }

    touch_num = finger & 0x0f;//坐标点数
    if (touch_num > GTP_MAX_TOUCH)
    {
        goto exit_work_func;//大于最大支持点数,错误退出
    }

    if (touch_num > 1)//不止一个点
    {
        uint8_t buf[8 * GTP_MAX_TOUCH] = {(GTP_READ_COOR_ADDR + 10) >> 8, (GTP_READ_COOR_ADDR + 10) & 0xff};

        ret = GTP_I2C_Read(client_addr, buf, 2 + 8 * (touch_num - 1));
        memcpy(&point_data[12], &buf[2], 8 * (touch_num - 1));			//复制其余点数的数据到point_data
    }

    
    
    if (pre_touch>touch_num)				//pre_touch>touch_num,表示有的点释放了
    {
        for (i = 0; i < pre_touch; i++)		//一个点一个点处理
         {
            uint8_t j;
           for(j=0; j<touch_num; j++)
           {
               coor_data = &point_data[j * 8 + 3];
               id = coor_data[0] & 0x0F;									//track id
              if(pre_id[i] == id)
                break;

              if(j >= touch_num-1)			//遍历当前所有id都找不到pre_id[i],表示已释放
              {
                 GTP_Touch_Up( pre_id[i]);
              }
           }
       }
    }


    if (touch_num)
    {
        for (i = 0; i < touch_num; i++)		//一个点一个点处理
        {
            coor_data = &point_data[i * 8 + 3];

            id = coor_data[0] & 0x0F;									//track id
            pre_id[i] = id;

            input_x  = coor_data[1] | (coor_data[2] << 8);	//x坐标
            input_y  = coor_data[3] | (coor_data[4] << 8);	//y坐标
            input_w  = coor_data[5] | (coor_data[6] << 8);	//size
        
            {
                GTP_Touch_Down( id, input_x, input_y, input_w);//数据处理
            }
        }
    }
    else if (pre_touch)		//touch_ num=0 且pre_touch!=0
    {
      for(i=0;i<pre_touch;i++)
      {
          GTP_Touch_Up(pre_id[i]);
      }
    }


    pre_touch = touch_num;


exit_work_func:
    {
        ret = GTP_I2C_Write(client_addr, end_cmd, 3);
        if (ret < 0)
        {
            GTP_INFO("I2C write end_cmd error!");
        }
    }

}

这个函数内容在于,首先读取了状态寄存器,获取当前有多少个触电,然后根据触点数去读取各个点的数据,其中还有包含pre_touch的处理,保存了上一点的触点数据,利用这些数据和触电的track id号,可以确认同一条笔迹。读取后,对状态寄存器的buffer status位写0,结束读取。在这个函数中提供了两个坐标获取接口,只要在这两个接口中修改即可简单地得到了坐标信息。

触点释放和触点按下的坐标接口

/**
  * @brief   用于处理或报告触屏检测到按下
  * @param
  *    @arg     id: 触摸顺序trackID
  *    @arg     x:  触摸的 x 坐标
  *    @arg     y:  触摸的 y 坐标
  *    @arg     w:  触摸的 大小
  * @retval 无
  */
/*用于记录连续触摸时(长按)的上一次触摸位置,负数值表示上一次无触摸按下*/
static int16_t pre_x[GTP_MAX_TOUCH] ={-1,-1,-1,-1,-1};
static int16_t pre_y[GTP_MAX_TOUCH] ={-1,-1,-1,-1,-1};

static void GTP_Touch_Down(int32_t id,int32_t x,int32_t y,int32_t w)
{
  
	GTP_DEBUG_FUNC();

	/*取x、y初始值大于屏幕像素值*/
    GTP_DEBUG("ID:%d, X:%d, Y:%d, W:%d", id, x, y, w);

	
    /* 处理触摸按钮,用于触摸画板 */
    Touch_Button_Down(x,y); 
	

    /*处理描绘轨迹,用于触摸画板 */
    Draw_Trail(pre_x[id],pre_y[id],x,y,&brush);
	
		/************************************/
		/*在此处添加自己的触摸点按下时处理过程即可*/
		/* (x,y) 即为最新的触摸点 *************/
		/************************************/
	
		/*prex,prey数组存储上一次触摸的位置,id为轨迹编号(多点触控时有多轨迹)*/
    pre_x[id] = x; pre_y[id] =y;
	
}


/**
  * @brief   用于处理或报告触屏释放
  * @param 释放点的id号
  * @retval 无
  */
static void GTP_Touch_Up( int32_t id)
{
	

    /*处理触摸释放,用于触摸画板*/
    Touch_Button_Up(pre_x[id],pre_y[id]);

		/*****************************************/
		/*在此处添加自己的触摸点释放时的处理过程即可*/
		/* pre_x[id],pre_y[id] 即为最新的释放点 ****/
		/*******************************************/	
		/***id为轨迹编号(多点触控时有多轨迹)********/
	
	
    /*触笔释放,把pre xy 重置为负*/
	  pre_x[id] = -1;
	  pre_y[id] = -1;		
  
    GTP_DEBUG("Touch id[%2d] release!", id);

}

这两个坐标接口函数都还是在服务函数里面调用的,在实际应用中可以先把这些坐标信息存储起来,等待到系统空闲的时候再处理,就可以减轻中断服务程序的负担。

最后的主函数:

 

int main(void)
{
	/* LED 端口初始化 */
	LED_GPIO_Config();	
	
  Debug_USART_Config();    
  printf("\r\n野火STM3F429 触摸画板测试例程\r\n");


  /* 初始化触摸屏 */
  GTP_Init_Panel(); 
  SysTick_Init();
 /*初始化液晶屏*/
  LCD_Init();
	

  LCD_LayerInit();
  LTDC_Cmd(ENABLE);
	
  /*把背景层刷黑色*/
  LCD_SetLayer(LCD_BACKGROUND_LAYER);  
  LCD_Clear(LCD_COLOR_BLACK);
	
  /*初始化后默认使用前景层*/
  LCD_SetLayer(LCD_FOREGROUND_LAYER); 
  /*默认设置不透明	,该函数参数为不透明度,范围 0-0xff ,0为全透明,0xff为不透明*/
  LCD_SetTransparency(0xFF);
  LCD_Clear(LCD_COLOR_BLACK);


  Delay(0xfff);
   

  while(1);
   

}

最后关于应用层,放在另外一章吧。

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