触摸屏的校准和应用

触摸屏是当今最流行的一种人机交互接口，它被广泛地应用于手机等消费类电子产品中，目前这种技术有向PC机方向发展的趋势。基于原理的不同，触摸屏可以分为电阻式、电容式、表面声波式等。电阻式是应用较广的一种触摸屏，它的原理是通过测量横向和纵向的电阻值来获得触点的坐标。

 

s3c2440集成了4线制电阻式的触摸屏接口，触点坐标的检测是通过A/D转换来实现的。s3c2440一共有4种触摸屏接口模式，其中，自动（连续）XY坐标转换模式和等待中断模式应用地比较常见。等待中断模式是在触笔落下时产生一个中断，在这种模式下，A/D触摸屏控制寄存器ADCTSC的值应为0xD3，在系统响应中断后，XY坐标的测量模式必须为无操作模式，即寄存器ADCTSC的低两位必须清零。自动（连续）XY坐标转换模式是系统依次转换触点的X轴坐标和Y轴坐标，其中X轴坐标值写入寄存器ADCDAT0的低10位中，Y轴坐标写入寄存器ADCDAT1的低10位中，在这种模式下，系统同样会产生中断信号。在一般情况下，为实现触摸屏功能，先是设置为等待中断模式，在产生中断后，再设置为自动（连续）XY坐标转换模式，依次读取触点的坐标值。在实现触摸屏功能的过程中，除了上面介绍的几个寄存器外，还会用到以下寄存器。寄存器ADCTSC的第8位能够实现是触笔落下中断还是触笔抬起中断，如果写过基于视窗应用程序的人对这一点会很熟悉，它就好像单击鼠标操作一样，一次单击操作包括两个动作：按下和释放，这两个动作可以完成不同的命令。寄存器ADCTSC的第3位可以选择上拉电阻的使能，在等待中断模式下，上拉电阻要有效，在触发中断后，上拉电阻要无效。寄存器ADCTSC的第2位用于选择自动（连续）XY坐标转换模式。触笔抬起/落下中断状态寄存器ADCUPDN的低2位能够判断触笔在何种状态下引起的中断。A/D延时寄存器ADCDLY可以设置开始中断到真正开始A/D转换这段时间的延时长度，它的时钟源频率为3.68MHz。

 

       在开始实现触摸屏功能之前，还需要解决一个问题，那就是触摸屏的校正。触摸屏和LCD是两种不同的物理器件。对于一个分辨率为320×240的LCD，它的宽度为320个像素，高度为240个像素。而触摸屏处理的数据是点的物理坐标，该坐标是通过触摸屏控制器采集得到的。要想实现触摸屏上的物理坐标与LCD上的像素点坐标一一对应上，两者之间就需要一定的转换，即校正。而且电阻式触摸屏由于自身的原因参数会发生变化，因此需要经常性的校正。比较常见的校正方法是三点校正法，它的原理是：

 

       设LCD上每个点P_D的坐标为[X_D,Y_D]，触摸屏上每个点P_T的坐标为[X_T,Y_T]。要实现触摸屏上的坐标转换为LCD上的坐标，需要下列公式进行转换：

X_D＝A×X_T＋B×Y_T＋C

Y_D＝D×X_T＋E×Y_T＋F

因为其中一共有六个参数（A,B,C,D,E,F），因此只需要三个取样点就可以求得这六个参数。这六个参数一旦确定下来，只要给出任意触摸屏上的坐标点P_T，代入这个公式，就可以得到它所对应的LCD上像素点的坐标P_D。具体的求解过程就不细讲，只给出最终的结果。已知LCD上的三个取样点为：P_D0,P_D1,P_D2，它们所对应的触摸屏上的三个点为：P_T0,P_T1,P_T2。A,B,C,D,E,F这六个参数最终的结果都是一个分式，而且都有一个共同的分母，为：

              K＝(X_T0－X_T2)×(Y_T1－Y_T2)－(X_T1－X_T2)×(Y_T0－Y_T2)

那么这六个参数分别为：

              A＝[(X_D0－X_D2)×(Y_T1－Y_T2)－(X_D1－X_D2)×(Y_T0－Y_T2)] / K

              B＝[(X_T0－X_T2)×(X_D1－X_D2)－(X_D0－X_D2)×(X_T1－X_T2)] / K

              C＝[Y_T0×(X_T2×X_D1－X_T1×X_D2)＋Y_T1×(X_T0×X_D2－X_T2×X_D0)＋Y_T2×(X_T1×X_D0－X_T0×X_D1)] / K

              D＝[(Y_D0－Y_D2)×(Y_T1－Y_T2)－(Y_D1－Y_D2)×(Y_T0－Y_T2)] / K

              E＝[(X_T0－X_T2)×(Y_D1－Y_D2)－(Y_D0－Y_D2)×(X_T1－X_T2)] / K

              F＝[Y_T0×(X_T2×Y_D1－X_T1×Y_D2)＋Y_T1×(X_T0×Y_D2－X_T2×Y_D0)＋Y_T2×(X_T1×Y_D0－X_T0×Y_D1)] / K

           这是转载赵老师，感谢他无私的奉献。