引言
触摸屏技术已经成为现代电子设备中使用广泛的用户输入方式之一。而在单片机领域，如何编程实现触摸屏的功能也是一个热门的话题。本文将介绍单片机触摸屏编程中的两种常见类型：电容式触摸屏和电阻式触摸屏。
电容式触摸屏编程
电容式触摸屏通过检测人体电容来实现触摸的功能。在编程上，我们需要采集触摸屏上电容变化的信号，并进行相应的处理。
采集触摸屏数据
首先，我们需要通过ADC（模数转换器）来采集触摸屏上电容的变化。具体的采集过程可以如下：
- 配置ADC模块的引脚和输入通道。
- 初始化ADC模块。
- 循环等待ADC转换结束。
- 读取转换结果。
数据处理和触摸坐标计算
得到采集到的电容值后，我们需要进行相应的数据处理和触摸坐标的计算。
- 根据采集到的电容值进行数据滤波和校准。
- 利用校准参数将电容值转换为触摸点的X、Y坐标。
- 根据实际情况进行手势识别和事件处理。
编程示例
下面是一个电容式触摸屏编程的示例代码（C语言）：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义ADC模块和触摸屏引脚
#define ADC_MODULE ADC1
#define TOUCH_PIN GPIO_PIN_1
// 初始化ADC模块
void adc_init()
{
// 配置ADC引脚
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.Pin = TOUCH_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
// 配置ADC模式和通道
ADC_HandleTypeDef hadc;
hadc.Instance = ADC_MODULE;
hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
hadc.Init.ScanConvMode = DISABLE;
hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
hadc.Init.NbrOfConversion = 1;
hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
hadc.Init.EOCSelection = DISABLE;
HAL_ADC_Init(&hadc);
}
// 采集触摸屏数据
int get_touch_data()
{
// 启动ADC转换
HAL_ADC_Start(&hadc);
// 等待转换结束
while (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc, 100) != HAL_OK) {}
// 读取转换结果
int data = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
// 关闭ADC
HAL_ADC_Stop(&hadc);
return data;
}
int main(void)
{
adc_init();
while (1)
{
int data = get_touch_data();
printf("Touch data: %d\n", data);
// 处理触摸数据
// TODO
}
}
电阻式触摸屏编程
电阻式触摸屏通过检测屏幕上电阻的变化来实现触摸的功能。在编程上，我们需要采集触摸屏上电压的变化，并进行相应的处理。
采集触摸屏数据
首先，我们需要通过ADC模块来采集触摸屏上电压的变化。具体的采集过程可以参考电容式触摸屏的采集方法。
数据处理和触摸坐标计算
得到采集到的电压值后，我们需要进行相应的数据处理和触摸坐标的计算。通常情况下，我们需要使用四个电压值来计算触摸点的坐标。
- 根据采集到的电压值进行数据滤波和校准。
- 利用校准参数将电压值转换为触摸点的X、Y坐标。
- 根据实际情况进行手势识别和事件处理。
编程示例
下面是一个电阻式触摸屏编程的示例代码（C语言）：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
// 定义ADC模块和触摸屏引脚
#define ADC_MODULE ADC1
#define TOUCH_PIN_X GPIO_PIN_1
#define TOUCH_PIN_Y GPIO_PIN_2
// 初始化ADC模块
void adc_init()
{
// 配置ADC引脚
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.Pin = TOUCH_PIN_X | TOUCH_PIN_Y;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_ANALOG;
HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
// 配置ADC模式和通道
ADC_HandleTypeDef hadc;
hadc.Instance = ADC_MODULE;
hadc.Init.ClockPrescaler = ADC_CLOCK_SYNC_PCLK_DIV4;
hadc.Init.Resolution = ADC_RESOLUTION_12B;
hadc.Init.ScanConvMode = DISABLE;
hadc.Init.ContinuousConvMode = DISABLE;
hadc.Init.DiscontinuousConvMode = DISABLE;
hadc.Init.ExternalTrigConvEdge = ADC_EXTERNALTRIGCONVEDGE_NONE;
hadc.Init.ExternalTrigConv = ADC_SOFTWARE_START;
hadc.Init.DataAlign = ADC_DATAALIGN_RIGHT;
hadc.Init.NbrOfConversion = 1;
hadc.Init.DMAContinuousRequests = DISABLE;
hadc.Init.EOCSelection = DISABLE;
HAL_ADC_Init(&hadc);
}
// 采集触摸屏数据
int get_touch_data(GPIO_PinTypeDef pin)
{
// 配置ADC通道
ADC_ChannelConfTypeDef sConfig;
sConfig.Channel = pin == TOUCH_PIN_X ? ADC_CHANNEL_0 : ADC_CHANNEL_1;
sConfig.Rank = 1;
sConfig.SamplingTime = ADC_SAMPLETIME_3CYCLES;
HAL_ADC_ConfigChannel(&hadc, &sConfig);
// 启动ADC转换
HAL_ADC_Start(&hadc);
// 等待转换结束
while (HAL_ADC_PollForConversion(&hadc, 100) != HAL_OK) {}
// 读取转换结果
int data = HAL_ADC_GetValue(&hadc);
// 关闭ADC
HAL_ADC_Stop(&hadc);
return data;
}
int main(void)
{
adc_init();
while (1)
{
int data_x = get_touch_data(TOUCH_PIN_X);
int data_y = get_touch_data(TOUCH_PIN_Y);
printf("Touch data X: %d, Y: %d\n", data_x, data_y);
// 处理触摸数据
// TODO
}
}
总结
本文介绍了单片机触摸屏编程中的两种常见类型：电容式触摸屏和电阻式触摸屏。电容式触摸屏通过检测人体电容来实现触摸的功能，编程上需要采集触摸屏上电容变化的信号，并进行相应的处理。电阻式触摸屏则通过检测屏幕上电阻的变化来实现触摸的功能，编程上需要采集触摸屏上电压的变化，并进行相应的处理。通过学习和了解这两种触摸屏的编程方法，我们将可以更好地应用它们来实现各种触摸交互功能。
