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触摸屏在S3C2410上的应用实例[日期2006-8-26]来源中国电子爱好者家园 __867[字体大j__ascript:ContentSize16中j__ascript:ContentSize14小j__ascript:ContentSize12]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 关键词触摸屏S3C2410滤波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AR__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,__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__控制4个MOS管(S
1、S
2、S
3、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__噪声这里的滤波十分重要,如果传递给S3C2410模拟输入接口的__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2S3C2410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3S3C2410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__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_____.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(PWMTIMER),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=dlXDiff00dlXDiff0:-dlXDiff0;dlXDiff1=dlXDiff10dlXDiff1:-dlXDiff1;dlXDiff2=dlXDiff20dlXDiff2:-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:ifdlXDiff0dlXDiff1{ifdlXDiff2dlXDiff0{tmx=px
[0]+px
[2]1;}else{tmx=px
[0]+px
[1]1;}}elseifdlXDiff2dlXDiff1{tmx=px
[0]+px
[2]1;}else{tmx=px
[1]+px
[2]1;}图3http://___.51kaifa.com/upload/eWebUpload/
20060222223841134.gif 函数Touch_CoordinateConversion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___X_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320×240的TFT屏,所以TOUCH_X值为320下面是X坐标的转换程序Touch_CoordinateConversioint*px{TmpX=tmx=TOUCH___X_XTOUCH___X_X:*px;TmpX-=TOUCH_MIN_X;TmpX=TmpXTmpX:0;*px=TmpX*TOUCH_X/TOUCH___X_X-TOUCH_MIN_X;}
3.3坐标滤波程序坐标滤波程序Touch_Pen_filtering,考虑人机界面中对触摸屏的操作有3种*触摸笔在触摸屏上的位置不变;*触摸笔在触摸屏上连续滑过;*触摸笔在触摸屏上有大幅度的跳跃假设三次连续采样时刻为T
1、T
2、T3(T3T2T1),采样间隔为10ms由于采样间隔远小于人的反应时间,所以在前两种操作模式下,如果采样点有效,将T1和T3时刻的采样值作平均其平均值和T2时刻的采样值比较一般不会大于某个门限,否则判定此次采样点为野点而对于第三种模式下,采样点数据会有很大的跳变跳变过程中的数据是不稳定的,虽然记入了数据,但被判定成无效的采样点,所以需要在程序中定义一个静态数组x
[2]记录相邻的两次采样数据只有当前后数据持续稳定一段时间,才认为这时的采样点有效程序中使用的间隔门限FILTER_LIMIT是需要经过试验来选取的这里只给出X坐标的滤波过程//*px为T3时刻的采样值,count是记录连续有效采样点次数的静态变量,标志当前数据持续稳定时间,一旦发现大于//FILTER_LIMITcount的值又要从0开始计数IntTouch_Pen_filteringint*px{BOOLretVal;Staticintcount=0;count++;//如果连续有效采样点次数大于2次,开始进行滤波算法ifcount2{count=2;//将T3时刻采样值和T1时刻采样值作平均TmpX=x
[0]+*px/2;//计算平均值和T2时刻采样值的差值dx=x
[1]TmpXx
[1]-TmpX:TmpX-x
[1]; //如果差值大于门限值,说明T3的采样值无效,判为野点返回值为FALSE为了避免过大的跳跃,认为触摸笔坐标沿变,使用T2时刻采样值来代替本次采样点,同时静态变量x[]中的数据不变,count重新开始记录连续有效采样点次数ifdxFILTER_LIMIT{*px=x
[1];retVal=FLASE;count=0;}//否则采样点有效返回值为TRUE,将T3的采样点记入到x
[1]中,T2的采样点移到x
[0]中else{x
[0]=x
[1];x
[1]=*px;retVal=TRUE;}}else{//连续有效采样次数小于2,将T3的采样值记入到x
[1],T2的采样值__到x
[0],并不进行滤波处理x
[0]=x
[1];x
[1]=*px;retVal=FLASE;}returnretVal;}3.4后续处理经过上述的筛选和滤波,如果被判定采样值有效,则将其滤波值送给操作系统进行后续处理,否则程序返回,等待下一次采样在2410test程序中,可以结合LCD的画点函数,将有效的采样点在LCD上画出,以此检验参数设置是否合理结语本文以三星公司AR__内核芯片S3C2410和4线电阻式触摸屏为硬件基础基于此硬件结构,__了触摸屏画图板程序通过软件滤波,提高了系统性能,得到了很好的处理效果,有很强的实用性用此算法实现的Windows__触摸屏驱动,在汉王手写输入软件的测试下得到了很高的识别率软件使用C语言实现,可以方便地移植到任何操作系统上。