STM32f103的電阻觸摸屏的五點(diǎn)校正算法
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由于電阻式觸摸屏就是一種傳感器,它利用壓力感應(yīng)進(jìn)行控制,將矩形區(qū)域中觸摸點(diǎn)(X,Y)的物理位置轉(zhuǎn)換為代表X坐標(biāo)和Y坐標(biāo)的電壓。這里先引入兩個(gè)概念，物理坐標(biāo)和邏輯坐標(biāo)。物理坐標(biāo)指觸摸屏上點(diǎn)的實(shí)際位置，通常以液晶上點(diǎn)的個(gè)數(shù)來(lái)度量。邏輯坐標(biāo)指這點(diǎn)被觸摸時(shí)A/D轉(zhuǎn)換后的坐標(biāo)值。如圖1，我們假定液晶最左下角為坐標(biāo)軸原點(diǎn)A，在液晶上任取一點(diǎn)B（十字線交叉中心），B在X方向距離A10個(gè)點(diǎn)，在Y方向距離A20個(gè)點(diǎn)，則這點(diǎn)的物理坐標(biāo)為（10，20）。如果我們觸摸這一點(diǎn)時(shí)得到的X向A/D轉(zhuǎn)換值為100，Y向A/D轉(zhuǎn)換值為200，則這點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)為（100，200）。
常用的電阻式觸摸屏矯正方法有兩點(diǎn)校準(zhǔn)法和三點(diǎn)校準(zhǔn)法。本文這里介紹的是結(jié)合了不同的電阻式觸摸屏矯正法的優(yōu)化算法：五點(diǎn)校正法。其中主要的原理是使用4點(diǎn)矯正法的比例運(yùn)算以及三點(diǎn)矯正法的基準(zhǔn)點(diǎn)運(yùn)算。五點(diǎn)校正法優(yōu)勢(shì)在于可以更加精確的計(jì)算出X和Y方向的比例縮放系數(shù)，同時(shí)提供了中心基準(zhǔn)點(diǎn)，對(duì)于一些線性電阻系數(shù)比較差電阻式觸摸屏有很好的校正功能。
校正相關(guān)的變量主要有:
x[5],y[5]五點(diǎn)定位的物理坐標(biāo)
xl[5],yl[5]五點(diǎn)定位的邏輯坐標(biāo)
KX,KY橫縱方向伸縮系數(shù)
XLC,YLC中心基點(diǎn)邏輯坐標(biāo)
XC,YC中心基點(diǎn)物理坐標(biāo)（數(shù)值采用LCD顯示屏的物理長(zhǎng)寬分辨率的一半）
觸摸屏常和點(diǎn)陣式液晶顯示(LCD)屏疊加在一起配套使用,構(gòu)成一個(gè)矩形的實(shí)際物理平面;而由用戶觸摸的觸摸點(diǎn)集合經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器,得到具體顯示坐標(biāo)的集合,這個(gè)集合構(gòu)成了一個(gè)邏輯平面。由于存在誤差,這兩個(gè)平面并不重合,校準(zhǔn)的作用就是要將邏輯平面映射到物理平面上,即得到觸點(diǎn)在液晶屏上的位置坐標(biāo)。校準(zhǔn)算法的中心思想也就是要建立這樣一個(gè)映射函數(shù)現(xiàn)有的校準(zhǔn)算法大多是基于線性校準(zhǔn),即首先假定物理平面和邏輯平面之間的誤差是線性誤差,由旋轉(zhuǎn)和偏移形成。
x[5] , y[5] 五點(diǎn)定位的物理坐標(biāo)是已知的，其中4點(diǎn)分別設(shè)置在LCD的角落，一點(diǎn)設(shè)置在LCD正中心，作為基準(zhǔn)矯正點(diǎn)。校正關(guān)鍵點(diǎn)和距離布局如圖。校正步驟如下：
1.通過(guò)先后點(diǎn)擊LCD的4個(gè)角落的矯正點(diǎn)，獲取4個(gè)角落的邏輯坐標(biāo)值。
2.計(jì)算 s1’ = xl[2] - xl[1] 、 s3’ = xl[3] - xl[4] 、 s2’ = yl[3] - yl[2] 、 s4’ = yl[4] - yl[1]
計(jì)算 s1 = x[2] - x[1] 、 s3 = x[3] - x[4] 、 s2 = y[3] - y[2] 、 s4 = y[4] - y[1]，一般取點(diǎn)可以人為的設(shè)定s1 = s3 和 s2 = s4，以方便運(yùn)算。
計(jì)算 KX = ( s1’ + s3’ )/2/s1 、KY = ( s2’ + s4’ )/2/s2
3.點(diǎn)擊LCD正中心，獲取中心點(diǎn)的邏輯坐標(biāo)，作為矯正的基準(zhǔn)點(diǎn)。
4.完成以上步驟則校正完成。下次點(diǎn)擊觸摸屏的時(shí)候獲取的邏輯值XL和YL，可根據(jù)公式轉(zhuǎn)換成物理值：
X = ( XL - XLC ) / KX + XC
Y = ( YL - YLC ) / KY + YC
換算出來(lái)的X , Y即是和LCD像素相對(duì)應(yīng)的物理坐標(biāo)值，方便對(duì)觸屏響應(yīng)程序做區(qū)域判別。
以下是校正程序：
/****************************************************************************
*名稱：voidLCD_Adjustd(void)
*功能：校正電阻屏系數(shù)
*入口參數(shù)：null
*出口參數(shù)：無(wú)
*說(shuō)明：null
*調(diào)用方法：LCD_Adjustd();
****************************************************************************/
u8LCD_Adjustd(void)
{
EXTI_InitTypeDefEXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line=EXTI_Line7;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode=EXTI_Mode_Interrupt;//為中斷請(qǐng)求
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger=EXTI_Trigger_Falling;//Falling下降沿Rising上升
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd=DISABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
//顯示停止刷屏
TIM_Cmd(TIM3,DISABLE);//使能TIMx外設(shè)
LCD_Clear(White);
LCD_printString(110,20,"AdjustdBegin",Black);
delay_ms(5000);
//定第一個(gè)點(diǎn)
LCD_Draw_Target(20,20,Red);
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7));
while((1-GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7)))
{
x[0]=Read_XY(CMD_RDX);
y[0]=Read_XY(CMD_RDY);
LCD_ShowNum(150,80,x[0],Black);
LCD_ShowNum(150,110,y[0],Black);
delay_ms(200);
LCD_Color_Fill(150,80,200,120,White);
}
//定第二個(gè)點(diǎn)
LCD_Draw_Target(300,20,Red);
LCD_Draw_Target(20,20,White);
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7));
while((1-GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7)))
{
x[1]=Read_XY(CMD_RDX);
y[1]=Read_XY(CMD_RDY);
LCD_ShowNum(150,80,x[1],Black);
LCD_ShowNum(150,110,y[1],Black);
delay_ms(200);
LCD_Color_Fill(150,80,200,120,White);
}
if(abs(y[1]-y[0])>60)
{
LCD_Clear(White);
LCD_printString(110,20,"AdjustdFail",Black);
delay_ms(5000);
LCD_Clear(White);
return1;
}
//定第三個(gè)點(diǎn)
LCD_Draw_Target(20,220,Red);
LCD_Draw_Target(300,20,White);
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7));
while((1-GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7)))
{
x[2]=Read_XY(CMD_RDX);
y[2]=Read_XY(CMD_RDY);
LCD_ShowNum(150,80,x[2],Black);
LCD_ShowNum(150,110,y[2],Black);
delay_ms(200);
LCD_Color_Fill(150,80,200,120,White);
}
if(abs(x[2]-x[0])>80)
{
LCD_Clear(White);
LCD_printString(110,20,"AdjustdFail",Black);
delay_ms(5000);
LCD_Clear(White);
return1;
}
//定第四個(gè)點(diǎn)
LCD_Draw_Target(300,220,Red);
LCD_Draw_Target(20,220,White);
while(GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7));
while( (1-GPIO_ReadInputD
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