SAM4E單片機(jī)之旅——15、觸屏輸入與SPI通信
開發(fā)板上配了一個(gè)電阻觸摸屏,它的控制器是ADS7843,使用SPI進(jìn)行通信。這次實(shí)現(xiàn)的功能是通過SPI接口與該控制器交互,獲取觸摸屏點(diǎn)擊的坐標(biāo),并顯示在LCD上。略為難點(diǎn)的是SPI作為同步時(shí)鐘的一種,需要判斷時(shí)鐘的極性以及相位。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201704/346377.htm為了突出主題,就沒有對(duì)電阻屏進(jìn)行校準(zhǔn),顯示的是控制器原始的輸出值。
一、 電路圖
PA12、PA13和PA14引腳的外設(shè)A為SPI相關(guān)引腳,PA11為SPI的NPCS0。即,該控制器連接在SPI的片選設(shè)備0。
二、ADS7843簡(jiǎn)介
和該控制器交互過程大概如下:
根據(jù)設(shè)置,當(dāng)控制器檢測(cè)到有觸摸時(shí),PENIRQ引腳會(huì)拉低。
為獲取觸摸的位置,需要向控制器發(fā)送一個(gè)8bit的控制字。
控制器完成模數(shù)轉(zhuǎn)換后,會(huì)拉高BUSY引腳電平。
因?yàn)镾PI主設(shè)備在讀取從設(shè)備的數(shù)據(jù)時(shí),需要通過發(fā)送數(shù)據(jù)來提供時(shí)鐘信息,所以需要發(fā)送數(shù)據(jù)給從設(shè)備,才能讀取數(shù)據(jù)。
控制字的格式(只說明本次用到的值的含義):
S為起始位:
必須為1。需要發(fā)送無效指令時(shí),該位為0。
A[0-2]為通道選擇位:
值為1時(shí)表示讀取坐標(biāo)Y值;為5時(shí)讀取坐標(biāo)X。
MODE為模式選擇位:
值為0時(shí)表示進(jìn)行12位轉(zhuǎn)換。
SER/DFR為單端/差分模式選擇位:
為低時(shí)表示控制器工作在差分模式。
PD[0-1]為休眠模式選擇位:
值為0時(shí)表示該兩次轉(zhuǎn)換之間進(jìn)行休眠,且在有觸摸操作時(shí)開啟IRQ中斷;
值為3時(shí)表示不進(jìn)行休眠,且禁用中斷。
通信時(shí)序與時(shí)鐘極性、相位:
上圖是ADS7843,在進(jìn)行12位轉(zhuǎn)換時(shí),通信的時(shí)序圖。
可以看到,每次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為8位。而在時(shí)鐘無效時(shí),時(shí)鐘引腳是保持低電平的。并且,在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi),在第一個(gè)時(shí)鐘邊沿(即上升沿)時(shí),傳輸?shù)臄?shù)據(jù)不變,即表示在時(shí)鐘的第一個(gè)邊沿進(jìn)行數(shù)據(jù)采集;而在時(shí)鐘第二個(gè)邊沿(即下降沿)時(shí),數(shù)據(jù)改變。
接收數(shù)據(jù)時(shí)的注意事項(xiàng):
單獨(dú)注意下ADS7843輸出時(shí)的時(shí)序。
在第一次傳輸?shù)倪^程中,在第一個(gè)時(shí)鐘的上升沿時(shí),其輸出為低電平。而有效的數(shù)據(jù)在第二個(gè)時(shí)鐘才開始被采集到。這意味著,第一次傳輸時(shí)SPI主機(jī)的接收到的數(shù)據(jù)中,只有低7位是有效的。
同樣也可以看到,在第二次傳輸時(shí),則有5位有效數(shù)據(jù)被傳輸。
三、 輔助函數(shù)
先實(shí)現(xiàn)一些輔助的函數(shù),完成一些子功能。
引腳及常用命令的宏定義。
/* ADS7843 引腳 */
#define RT_BUSY_PIN PIO_PA17
#define RT_IRQ_PIN PIO_PA16
/* ADS7843 命令相關(guān) */
#define RT_CMD_START (1<<7)
#define RT_CMD_SWITCH_SHIFT 4
#define RT_CMD_PD_MOD 0x3 //不休眠且不產(chǎn)生中斷
/* ADS7843 常用命令 */
#define RT_CMD_ENABLE_PENIRQ
((1 << RT_CMD_SWITCH_SHIFT) | RT_CMD_START)
#define RT_CMD_X_POS
((5 << RT_CMD_SWITCH_SHIFT) | RT_CMD_START| RT_CMD_PD_MOD)
#define RT_CMD_Y_POS
((1 << RT_CMD_SWITCH_SHIFT) | RT_CMD_START | RT_CMD_PD_MOD)
SPI發(fā)送數(shù)據(jù),并返回接收到的數(shù)據(jù)。在實(shí)際運(yùn)用中,可能需要進(jìn)行超時(shí)的處理。
uint16_t SPISend(uint16_t data)
{
/* 發(fā)送 */
while(!(SPI->SPI_SR & SPI_SR_TDRE));
SPI->SPI_TDR = data;
/* 接收 */
while(!(SPI->SPI_SR & SPI_SR_RDRF));
return (SPI_RDR_RD_Msk & SPI->SPI_RDR);
}
向ADS7843發(fā)送命令,并取得返回值。
/*這個(gè)函數(shù)默認(rèn)發(fā)送完命令后,ADS7843會(huì)返回兩次數(shù)據(jù) */
uint32_t RTouchSendCmd(uint8_t uc_cmd)
{
SPISend(uc_cmd);
/* 等待輸出 */
while ((PIOA->PIO_PDSR & RT_BUSY_PIN) ==0);
/* 讀取數(shù)據(jù) */
uint32_t rec_data = SPISend(0);
uint32_t uResult = rec_data << 8;
rec_data = SPISend(0);
uResult |= rec_data;
uResult >>= 3;
return uResult;
}
四、 初始化
GPIO引腳復(fù)用配置。將PA11—PA14復(fù)用為外設(shè)A,PA16和PA17配置為輸入引腳。
1// 代碼略……
SPI設(shè)置。下面直接給我設(shè)置的代碼,如此設(shè)置的原因已經(jīng)在上一小節(jié)說明。對(duì)于波特率的選擇,ADS7843的芯片手冊(cè)中只要求了一個(gè)在時(shí)鐘脈沖中,高電平和低電平的出現(xiàn)時(shí)間不少于200ns。在這里選擇的波特率為1 MHz(MCK為96 MHz)
/* PMC */
PMC->PMC_PCER0 = (1 << ID_SPI);
const uint32_t RT_SPI_CS = 0; // 片選設(shè)備0
SPI->SPI_MR = SPI_MR_MSTR // Master 模式
| SPI_MR_MODFDIS // 關(guān)閉模式檢測(cè)
| SPI_MR_PCS(~(1<<RT_SPI_CS)) 外設(shè)選擇< p>
| (SPI_MR_PS & 0) // 選擇固定外設(shè)
;
SPI->SPI_CSR[RT_SPI_CS] =
SPI_CSR_BITS_8_BIT // 每次傳輸8比特?cái)?shù)據(jù)
| (SPI_CSR_CPOL & 0) // 時(shí)鐘無效時(shí)為低電平
| SPI_CSR_NCPHA // 在時(shí)鐘的首邊沿進(jìn)行數(shù)據(jù)采集
| SPI_CSR_CSAAT // 傳輸完成后保持片選
| SPI_CSR_SCBR(96) // 波特率為對(duì)MCK進(jìn)行96分頻
;
SPI->SPI_CR = SPI_CR_SPIEN; // 使能SPI
使能ADS7843中斷
1RTouchSendCmd(RT_CMD_ENABLE_PENIRQ);
五、 具體功能實(shí)現(xiàn)
需要實(shí)現(xiàn)的功能在有觸摸輸入時(shí),將ADS7843的輸出繪制在LCD上。有了前面的基礎(chǔ),而且功能不復(fù)雜,所以實(shí)現(xiàn)起來也較為簡(jiǎn)單,直接看代碼即可。
#include
int pos_x, pos_y;
char print_buf[64];
const ili93xx_color_t bg_color = COLOR_WHITE;
const ili93xx_color_t fg_color = COLOR_BLACK;
ili93xx_fill(bg_color);
while (1)
{
/* 判斷是否有觸摸輸入 */
if ((PIOA->PIO_PDSR & RT_IRQ_PIN) == 0)
{
/* 獲取坐標(biāo) */
pos_x = RTouchSendCmd(RT_CMD_X_POS);
pos_y = RTouchSendCmd(RT_CMD_Y_POS);
/* 清屏 */
ili93xx_fill(bg_color);
/* 將坐標(biāo)繪制在屏幕上 */
ili93xx_set_foreground_color(fg_color);
sprintf(print_buf, "X: %x", pos_x);
ili93xx_draw_string(100,100, print_buf);
sprintf(print_buf, "Y: %x", pos_y);
ili93xx_draw_string(100,150, print_buf);
/* 等待 */
for (volatile int i = 0; i < 500000; ++i)
;
/* 在獲取輸入坐標(biāo)時(shí)停用了中斷,需要重新啟用*/
RTouchSendCmd(RT_CMD_ENABLE_PENIRQ);
}
}
評(píng)論