STM32 SPI驱动触摸屏(XPT2046)（下）
电阻屏是通过检测触点处的电压来确定位置的，电压受到电阻材料的影响，而生产中不同批次的电阻材料可能会有偏差，因此需要先定位几个点来确定屏幕的偏移量 ( 也就是校准 ) ，以后通过校准得来的偏移量调整坐标输出，才能准确通过电压反映坐标。而电容屏是直接由多个电容组成的矩阵，检测时可获知整个电容矩阵中哪些电容发生了改变，而且各个电容在生产时就确认了它在触摸屏中的坐标，所以只要获知哪些电容发生了变化，就可直接得出触点位置，无须校准。
由于用的是电阻屏，所以这里需要进行校准。
屏幕坐标与ad转换结果也不是相等的，面是存在一定比例关系，也就是说ad转换结果与实际屏幕坐标之间是一条不过坐标原点，且斜率不为1的直线，线性关系可表示为：
**lcd_x=kxadc_x+offset_x
lcd_y=kyadc_y+offset_y *
式中lcd_x和lcd_ y是lcd屏幕上的坐标位置，adc_x和adcy为点击屏上(lcdx.，lcd y)时所采集的ad值，kx和ky是两者之同的比例关系，而 offset_x和 offset_y则为两者相对于坐标原点时的的偏移量。屏幕上点的坐标与其ad值之间的关系可用图表示：
由图可知，只要确定线性关系当中的kx、ky及 offset_x和 offset_y,当获取到触摸点对应的ad值时，即可确定触摸点的位置，比较简单的方法是采集屏幕的左上角(0，0)位置和右下角(239，319)位置的ad值，假定为(ad_x0，ad_y0)和(ad_x1，ad_y1)，有了坐标和ad值，即可确定线性关系，kx＝(ad_x1- ad_x1)/239；ky=( ade y1-ad_y0)/319，确定了kx和ky即可确定 offset_x和offset_y，从而最终确定线性关系，以后点击屏幕任意点，都可根据线性关系确定屏幕坐标位置。
通常，由于lcd屏幕边界处存在较多的噪点，为了更为准确地校准屏幕，并确定线性关系，往往采用四点校屏法或五点校屏法，但本质都是一样的。四点校屏即在屏幕靠近四个角落的地方给定四个点，以提示用户点击这四点，并假定用户点击后所得的ad值就是这四个点的ad值(当然，实际触摸位置总是会存在一定偏差，若在一定误差范围内，则认为触摸点就是给定点)，从而根据给定位置和所得ad值，就可确定线性关系，原理与点击左上角与右下角是一样的。至于五点校屏，无非就是在屏幕中心位置又增加一参考点而已 。
先为校准的参数定义一个结构体：
typedef struct{ float kx; float ky; float dx; float dy; u8 flag; //用来标识，是否校准过}touchparam_typedef;校准思路:在在屏幕上给出参考的点击点，当用户触摸屏幕时，假定所得的触点ad值就是参考点的adc，利用实际所得的ad值和参考坐标，计算出一个线性关系。然后，再把触点ad值代入所得的线性关系中，计算实际触点的坐标，若实际坐标与给定坐标满足的误差条件，则认为该直线即为线性关系。下面给出校准示意图：
这里采用四点校屏法，来确定线性关系中的比例系数和偏移量，即屏幕校准。选择4个参考点，参考点选取越靠边界，范围就越大，这样校准精度就越高，但是越靠近边界，噪声就越大，所以我们去距离边界20的4个点来校准：(20,20)、(220,20)、(20,300)、(220,300)。
void touch_adjust(){ u16 ref_point[4][2] = {{20,20},{220,20},{20,300},{220,300}}; u16 real_point[4][2] = {0}; point_typedef pt = {0xffff,0xffff}; u16 err[4] = {0}; u8 i = 0; s8 error = 0; lcd_clearscreen(0xffff); while(1) { for(i=0;iidr & (1< idr & (1< idr & (1< <1)) == 0){} //清除已触摸的点 lcd_drawline(ref_point[i][0]-7,ref_point[i][1],ref_point[i][0]+7,ref_point[i][1],0xffff); //画垂直线 lcd_drawline(ref_point[i][0],ref_point[i][1]-7,ref_point[i][0],ref_point[i][1]+7,0xffff); //画圆圈 lcd_drawcircle(ref_point[i][0],ref_point[i][1],5,0xffff); } //4个点的adc值已经获取,根据ad值和参考坐标，求线性关系 //利用第1点和第4点，求线性关系 /* ref_point[0][0] = kx * real_point[0][0] + dx; (1) ref_point[3][0] = kx * real_point[3][0] + dx; (2) 由(1)和(2)可得： kx = (float)(ref_point[3][0] - ref_point[0][0])/(real_point[3][0] - real_point[0][0]); dx = (float)(ref_point[3][0]*real_point[0][0] - ref_point[0][0]*real_point[3][0])/(real_point[0][0] - real_point[3][0]); ref_point[0][1] = ky * real_point[0][1] + dy; (3) ref_point[3][1] = ky * real_point[3][1] + dy; (4) 由(3)和(4)可得： ky = (float)(ref_point[3][1] - ref_point[0][1])/(real_point[3][1] - real_point[0][1]); dy = (float)(ref_point[3][1]*real_point[0][1] - ref_point[0][1]*real_point[3][1])/(real_point[0][1] - real_point[3][1]); */ touchparam.kx = (float)(ref_point[3][0] - ref_point[0][0])/(real_point[3][0] - real_point[0][0]); touchparam.dx = (float)(ref_point[3][0]*real_point[0][0] - ref_point[0][0]*real_point[3][0])/(real_point[0][0] - real_point[3][0]); touchparam.ky = (float)(ref_point[3][1] - ref_point[0][1])/(real_point[3][1] - real_point[0][1]); touchparam.dy = (float)(ref_point[3][1]*real_point[0][1] - ref_point[0][1]*real_point[3][1])/(real_point[0][1] - real_point[3][1]); //利用计算的线性关系，求实际触点坐标 for(i=0;i< 4;i++) { real_point[i][0] = touchparam.kx * real_point[i][0] + touchparam.dx; real_point[i][1] = touchparam.ky * real_point[i][1] + touchparam.dy; printf((%d,%d)rn,real_point[i][0],real_point[i][1] ); } //引入误差条件（如果4个实际点都在小圆内，此认为校准通过，） for(i=0;i< 4;i++) { //这里计算距离平方 err[i] = (real_point[i][0] - ref_point[i][0]) * (real_point[i][0] - ref_point[i][0]) + (real_point[i][1] - ref_point[i][1]) * (real_point[i][1] - ref_point[i][1]); printf(err[%d]=%drn,i,err[i]); } //误差判断 if(err[0]< 100 && err[1]< 100 && err[2]< 100 && err[3]< 100) { //认为校准通过(存储到24c02或w25q64中，以24c02为例) touchparam.flag = 0xaa; at24c02_continuewrite(touch_param_add,(u8 *)&touchparam,sizeof(touchparam),&error); break; } } //校准通过 lcd_print(50,160,(u8 *)adjust ok,0,0xffff,1,24); delay_ms(3000); lcd_clearscreen(0xffff);}校准函数编写完成，需要添加到触摸屏初始化函数中，初始化gpio时判断是否已经校准过，没有校准过就进行校准。
void touch_init(){ s8 error = 0; touch_gpio_init(); at24c02_continueread(touch_param_add,(u8 *)&touchparam,sizeof(touchparam),&error); if(touchparam.flag != 0x77) //没有校准 touch_adjust();}接着编写主函数进行测试。
#include stm32f4xx.h#include usart.h#include delay.h#include stdio.h#include touch.h#include at24c02.h#include ili9341.h#include lcd.hint main(){ usart1_init(115200); at24c02_init(); lcd_init(); touch_init(); while(1) {}}运行后，显示一个校准点，点击该点校准后，第一个校准点被擦除，显示第二个校准点，这样依次校准四个校准点，校准结果在误差允许范围内，屏幕显示adjust ok,延时3秒后，屏幕被清为白色，触摸屏校准成功，接下来就可以在校准好的基础上在触摸屏上做其他应用了。
测试结果如下图所示：
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**lcd_x=kxadc_x+offset_x
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式中lcd_x和lcd_ y是lcd屏幕上的坐标位置，adc_x和adcy为点击屏上(lcdx.，lcd y)时所采集的ad值，kx和ky是两者之同的比例关系，而 offset_x和 offset_y则为两者相对于坐标原点时的的偏移量。屏幕上点的坐标与其ad值之间的关系可用图表示：
由图可知，只要确定线性关系当中的kx、ky及 offset_x和 offset_y,当获取到触摸点对应的ad值时，即可确定触摸点的位置，比较简单的方法是采集屏幕的左上角(0，0)位置和右下角(239，319)位置的ad值，假定为(ad_x0，ad_y0)和(ad_x1，ad_y1)，有了坐标和ad值，即可确定线性关系，kx＝(ad_x1- ad_x1)/239；ky=( ade y1-ad_y0)/319，确定了kx和ky即可确定 offset_x和offset_y，从而最终确定线性关系，以后点击屏幕任意点，都可根据线性关系确定屏幕坐标位置。
通常，由于lcd屏幕边界处存在较多的噪点，为了更为准确地校准屏幕，并确定线性关系，往往采用四点校屏法或五点校屏法，但本质都是一样的。四点校屏即在屏幕靠近四个角落的地方给定四个点，以提示用户点击这四点，并假定用户点击后所得的ad值就是这四个点的ad值(当然，实际触摸位置总是会存在一定偏差，若在一定误差范围内，则认为触摸点就是给定点)，从而根据给定位置和所得ad值，就可确定线性关系，原理与点击左上角与右下角是一样的。至于五点校屏，无非就是在屏幕中心位置又增加一参考点而已 。
先为校准的参数定义一个结构体：
typedef struct{ float kx; float ky; float dx; float dy; u8 flag; //用来标识，是否校准过}touchparam_typedef;校准思路:在在屏幕上给出参考的点击点，当用户触摸屏幕时，假定所得的触点ad值就是参考点的adc，利用实际所得的ad值和参考坐标，计算出一个线性关系。然后，再把触点ad值代入所得的线性关系中，计算实际触点的坐标，若实际坐标与给定坐标满足的误差条件，则认为该直线即为线性关系。下面给出校准示意图：
这里采用四点校屏法，来确定线性关系中的比例系数和偏移量，即屏幕校准。选择4个参考点，参考点选取越靠边界，范围就越大，这样校准精度就越高，但是越靠近边界，噪声就越大，所以我们去距离边界20的4个点来校准：(20,20)、(220,20)、(20,300)、(220,300)。
void touch_adjust(){ u16 ref_point[4][2] = {{20,20},{220,20},{20,300},{220,300}}; u16 real_point[4][2] = {0}; point_typedef pt = {0xffff,0xffff}; u16 err[4] = {0}; u8 i = 0; s8 error = 0; lcd_clearscreen(0xffff); while(1) { for(i=0;iidr & (1< idr & (1< idr & (1< <1)) == 0){} //清除已触摸的点 lcd_drawline(ref_point[i][0]-7,ref_point[i][1],ref_point[i][0]+7,ref_point[i][1],0xffff); //画垂直线 lcd_drawline(ref_point[i][0],ref_point[i][1]-7,ref_point[i][0],ref_point[i][1]+7,0xffff); //画圆圈 lcd_drawcircle(ref_point[i][0],ref_point[i][1],5,0xffff); } //4个点的adc值已经获取,根据ad值和参考坐标，求线性关系 //利用第1点和第4点，求线性关系 /* ref_point[0][0] = kx * real_point[0][0] + dx; (1) ref_point[3][0] = kx * real_point[3][0] + dx; (2) 由(1)和(2)可得： kx = (float)(ref_point[3][0] - ref_point[0][0])/(real_point[3][0] - real_point[0][0]); dx = (float)(ref_point[3][0]*real_point[0][0] - ref_point[0][0]*real_point[3][0])/(real_point[0][0] - real_point[3][0]); ref_point[0][1] = ky * real_point[0][1] + dy; (3) ref_point[3][1] = ky * real_point[3][1] + dy; (4) 由(3)和(4)可得： ky = (float)(ref_point[3][1] - ref_point[0][1])/(real_point[3][1] - real_point[0][1]); dy = (float)(ref_point[3][1]*real_point[0][1] - ref_point[0][1]*real_point[3][1])/(real_point[0][1] - real_point[3][1]); */ touchparam.kx = (float)(ref_point[3][0] - ref_point[0][0])/(real_point[3][0] - real_point[0][0]); touchparam.dx = (float)(ref_point[3][0]*real_point[0][0] - ref_point[0][0]*real_point[3][0])/(real_point[0][0] - real_point[3][0]); touchparam.ky = (float)(ref_point[3][1] - ref_point[0][1])/(real_point[3][1] - real_point[0][1]); touchparam.dy = (float)(ref_point[3][1]*real_point[0][1] - ref_point[0][1]*real_point[3][1])/(real_point[0][1] - real_point[3][1]); //利用计算的线性关系，求实际触点坐标 for(i=0;i< 4;i++) { real_point[i][0] = touchparam.kx * real_point[i][0] + touchparam.dx; real_point[i][1] = touchparam.ky * real_point[i][1] + touchparam.dy; printf((%d,%d)rn,real_point[i][0],real_point[i][1] ); } //引入误差条件（如果4个实际点都在小圆内，此认为校准通过，） for(i=0;i< 4;i++) { //这里计算距离平方 err[i] = (real_point[i][0] - ref_point[i][0]) * (real_point[i][0] - ref_point[i][0]) + (real_point[i][1] - ref_point[i][1]) * (real_point[i][1] - ref_point[i][1]); printf(err[%d]=%drn,i,err[i]); } //误差判断 if(err[0]< 100 && err[1]< 100 && err[2]< 100 && err[3]< 100) { //认为校准通过(存储到24c02或w25q64中，以24c02为例) touchparam.flag = 0xaa; at24c02_continuewrite(touch_param_add,(u8 *)&touchparam,sizeof(touchparam),&error); break; } } //校准通过 lcd_print(50,160,(u8 *)adjust ok,0,0xffff,1,24); delay_ms(3000); lcd_clearscreen(0xffff);}校准函数编写完成，需要添加到触摸屏初始化函数中，初始化gpio时判断是否已经校准过，没有校准过就进行校准。
void touch_init(){ s8 error = 0; touch_gpio_init(); at24c02_continueread(touch_param_add,(u8 *)&touchparam,sizeof(touchparam),&error); if(touchparam.flag != 0x77) //没有校准 touch_adjust();}接着编写主函数进行测试。
#include stm32f4xx.h#include usart.h#include delay.h#include stdio.h#include touch.h#include at24c02.h#include ili9341.h#include lcd.hint main(){ usart1_init(115200); at24c02_init(); lcd_init(); touch_init(); while(1) {}}运行后，显示一个校准点，点击该点校准后，第一个校准点被擦除，显示第二个校准点，这样依次校准四个校准点，校准结果在误差允许范围内，屏幕显示adjust ok,延时3秒后，屏幕被清为白色，触摸屏校准成功，接下来就可以在校准好的基础上在触摸屏上做其他应用了。
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