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。
為了突出主題，就沒有對電阻屏進(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)控制器檢測到有觸摸時(shí)，PENIRQ引腳會拉低。
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。
1234567891011121314/* 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。
123456789uint16_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。
123456789101112131415/*這個(gè)函數(shù)默認(rèn)發(fā)送完命令后，ADS7843會返回兩次數(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;returnuResult;}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。對于波特率的選擇，ADS7843的芯片手冊中只要求了一個(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）
12345678910111213141516171819/* PMC */PMC->PMC_PCER0 = (1 << ID_SPI);constuint32_t RT_SPI_CS = 0; // 片選設(shè)備0SPI->SPI_MR = SPI_MR_MSTR // Master 模式| SPI_MR_MODFDIS // 關(guān)閉模式檢測| SPI_MR_PCS(~(1<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)起來也較為簡單，直接看代碼即可。
12345678910111213141516171819202122232425262728293031#include
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