ARM開發(fā)步步深入之掌握ADC和觸摸屏

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)串口顯示輸入的電壓值及采集按下觸摸屏的(x,y)坐標(biāo)值借此掌握S3C2410的ADC和觸摸屏的使用。

實(shí)驗(yàn)環(huán)境及說(shuō)明：恒頤S3C2410開發(fā)板H2410。H24X0E擴(kuò)展板上AIN0~AIN1輸出懸空，通過(guò)外接可變電阻電路采樣電壓值；外接的觸摸屏接口實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展觸摸屏完成相應(yīng)操作本實(shí)驗(yàn)基于夏普3.5英寸LQ035Q7DB02。

實(shí) 驗(yàn)思路：開發(fā)板上電啟動(dòng)后，自動(dòng)將NandFlash開始的4K數(shù)據(jù)復(fù)制到SRAM中，然后跳轉(zhuǎn)到0地址開始執(zhí)行。關(guān)閉看門狗、初始化SDRAM及 NandFlash控制器、設(shè)置MPLL來(lái)改變FCLK、HCLK、PCLK的值，設(shè)置堆棧，復(fù)制4KB后的16KB數(shù)據(jù)到SDRAM，之后進(jìn)入main 函數(shù)中進(jìn)行ADC及觸摸屏的測(cè)試。

知識(shí)掌握：ADC(模數(shù)轉(zhuǎn)換器)和Touch Screen(觸摸屏)。
★S3C2410 ADC和TouchScreen概述：S3C2410內(nèi)置1個(gè)8信道的10bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該ADC能以500KSPS的采樣速率將外部的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換 為10位的二進(jìn)制數(shù)字量。同時(shí)ADC部分能與CPU的觸摸屏控制器協(xié)同工作，完成對(duì)觸摸屏絕對(duì)地址的測(cè)量。ADC和TouchScreen共用一個(gè)A/D 轉(zhuǎn)換器，ADC可同時(shí)采樣8路模擬輸入信號(hào)，使用觸摸屏?xí)r，AIN[7]、AIN[5]被用來(lái)測(cè)量XP/YP的電平，剩余的六個(gè)引腳可用來(lái)做一般ADC輸 入。2410ADC和觸摸屏功能框圖如下：

★ADC和TouchScreen控制器的工作模式：
●ADC普通轉(zhuǎn)換模式(Normal Converson Mode)---普通轉(zhuǎn)換模式(AUTO_PST=0,XY_PST=0)是用來(lái)進(jìn)行一般的ADC轉(zhuǎn)換之用的，例如通過(guò)ADC測(cè)量電池電壓等等。
● 獨(dú)立X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式(Separate X/Y Position Conversion Mode)---獨(dú)立X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式其實(shí)包含了X軸模式和Y軸模式2種模式。 首先進(jìn)行X軸的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(AUTO_PST=0，XY_PST=1)，X軸的轉(zhuǎn)換資料會(huì)寫到ADCDAT0寄存器的XPDAT中，等待轉(zhuǎn)換完成后，觸摸屏 控制器會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。 然后進(jìn)行Y軸的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(AUTO_PST=0，XY_PST=2)，Y軸的轉(zhuǎn)換資料會(huì)寫到ADCDAT1寄存器的YPDAT中，等待轉(zhuǎn)換完成后，觸摸屏 控制器會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。
●自動(dòng)X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式(Auto X/Y Position Conversion Mode)---自動(dòng)X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式(AUTO_PST=1，XY_PST=0)將會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行X軸和Y軸的轉(zhuǎn)換操作，隨后產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。
● 中斷等待模式(Wait for InterruptMode)---在系統(tǒng)等待"Pen Down"，即觸摸屏按下的時(shí)候，其實(shí)是處于中斷等待模式。一旦被按下，實(shí)時(shí)產(chǎn)生"INT_TC"中斷信號(hào)。每次發(fā)生此中斷都，X軸和Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換資料都 可以從相應(yīng)的資料寄存器中讀出。
●閑置模式(Standby Mode)---在該模式下轉(zhuǎn)換資料寄存器中的值都被保留為上次轉(zhuǎn)換時(shí)的資料。
★ADC兩種啟動(dòng)方式：以手工啟動(dòng)和讀結(jié)果時(shí)就自動(dòng)地啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換；以查詢狀態(tài)位和發(fā)中斷方式獲知轉(zhuǎn)換是否結(jié)束。ADC的操作只涉及3個(gè)寄存器：
●ADCCON--- 設(shè)置ADCCON寄存器，選擇輸入信號(hào)通道，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘(A/D時(shí)鐘=PCLK/(PRSCVL+1))。A/D時(shí)鐘最大為2.5MHz，且 應(yīng)小于PCLK的1/5；設(shè)置ADCCON寄存器，啟動(dòng)轉(zhuǎn)換(設(shè)置READ_START位則讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)(讀ADCDAT0寄存器)時(shí)即啟動(dòng)下一次轉(zhuǎn)換；否 則可通過(guò)設(shè)置ENABLE_START位來(lái)啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換)；ADCCON各位含義(ENABLE_START---置1啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換，置0無(wú)操作； RESR_START---置1允許讀操作啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換，置0禁止讀操作啟動(dòng)ADC轉(zhuǎn)換； STDBM---置1將ADC置為閑置狀態(tài)(模式)，置0將ADC置為正常操作狀態(tài)；SEL_MUX---選擇需要進(jìn)行轉(zhuǎn)換的ADC信道； PRSCV---ADC轉(zhuǎn)換時(shí)鐘預(yù)分頻參數(shù)；PRSCEN---ADC轉(zhuǎn)換時(shí)鐘使能； ECFLG---ADC轉(zhuǎn)換完成標(biāo)志位(只讀)。為1ADC轉(zhuǎn)換結(jié)束，為0ADC轉(zhuǎn)換進(jìn)行中)。
●ADCTSC---設(shè)置ADCTSC寄存器，使 用設(shè)為普通轉(zhuǎn)換模式，不使用觸摸屏功能；ADCTSC各位含義(XY_PST---對(duì)X/Y軸手動(dòng)測(cè)量模式進(jìn)行選擇；AUTO_PST---X/Y軸的自 動(dòng)轉(zhuǎn)換模式使能位；PULL_UP---XP端的上拉電阻使能位；XP_SEN---設(shè)置nXPON輸出狀態(tài)；XM_SEN---設(shè)置XMON輸出狀 態(tài)；YP_SEN---設(shè)置nYPON輸出狀態(tài)；YM_SEN---設(shè)置YMON輸出狀態(tài))。
●ADCDAT0---完成ADC轉(zhuǎn)換后，讀取 ADCDAT0寄存器獲得數(shù)值(如果使用查詢方式，則可不斷讀取ADCCON寄存器的ECFLG位來(lái)確定是否轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則可以使用INT_ADC中斷， 發(fā)生INT_ADC中斷時(shí)表示轉(zhuǎn)換結(jié)束)；ADCDAT0各位含義(XPDATA---X軸轉(zhuǎn)換資料寄存器；XY_PST---選擇X/Y軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換模 式；AUTO_PST---X/Y軸自動(dòng)轉(zhuǎn)換使能位；UPDOWN---選擇中斷等待模式的類型。為0按下產(chǎn)生中斷，為1釋放產(chǎn)生中斷)。
★觸摸屏操作還涉及到以下兩個(gè)寄存器：
●ADCDLY---ADC轉(zhuǎn)換周期等待定時(shí)器。
●ADCDAT1---同ADCDAT0。

關(guān)鍵代碼解析：
★head.S頭文件來(lái)初始化，設(shè)置SDRAM，將程序復(fù)制到SDRAM，然后跳到SDRAM繼續(xù)執(zhí)行
.equMEM_CTL_BASE, 0x48000000
.text
.global _start
_start:
@中斷向量表處理函數(shù)，只給出復(fù)位和普通中斷模式的處理函數(shù)，其它異常未使用
b Reset
...
b HandleIRQ
@0x1c: 快中斷模式的向量地址
HandleFIQ:
b HandleFIQ

Reset: @復(fù)位處理
bldisable_watch_dog@關(guān)門喂狗
blmem_control_setup @設(shè)置存儲(chǔ)控制器
ldr sp, =4096 @設(shè)置棧指針，以下C函數(shù)調(diào)用前需要設(shè)好棧
bl init_clock@設(shè)置MPLL，改變FCLK、HCLK、PCLK
bl init_nand@初始化NandFlash
@將NandFlash中地址4096開始的代碼復(fù)制到SDRAM中
ldrr0, =0x30000000@目標(biāo)地址=0x30000000，SDRAM起始地址
movr1, #4096@源地址=4096，連接時(shí)代碼在4096開始處
movr2, #16*1024@復(fù)制長(zhǎng)度=16K，對(duì)于本實(shí)驗(yàn)足夠
blread_nand @調(diào)用C函數(shù)read_nand
blclean_bss@清除bss段
msr cpsr_c, #0xd2 @進(jìn)入中斷模式
ldr sp, =0x31000000 @設(shè)置中斷模式棧指針
msr cpsr_c, #0xdf@進(jìn)入系統(tǒng)模式
ldr sp, =0x34000000 @設(shè)置系統(tǒng)模式棧指針
ldr lr, =ret_initirq @設(shè)置返回地址
ldr pc, =init_irq@初始化中斷
ret_initirq:
msr cpsr_c, #0x5f @設(shè)置I-bit=0，開IRQ中斷
ldr lr, =halt_loop@設(shè)置返回地址
ldr pc, =main@調(diào)用main函數(shù)
halt_loop:
b halt_loop
★main.c文件實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)串口選擇ADC和TouchScreen操作，主要代碼：
#include
#include
#include
int main()
{
char c;
init_uart0();//波特率115200，8N1(8個(gè)數(shù)據(jù)位，無(wú)校驗(yàn)位，1個(gè)停止位)
while (1)
{
printf("rn~~~~~~ Test ADC and Touch Screem ~~~~~~rn");
printf("[A] Test ADCnr");
printf("[T] Test Touch Screemnr");
printf("Enter your selection: ");
c = getc();
putc(c);
switch (c)
{
case 'a':
case 'A':
{
Test_Adc();//操作ADC
break;
}
case 't':
case 'T':
{
Test_Ts();//操作TouchScreen
break;
...
}
★adc_ts.c ADC和觸摸屏的測(cè)試函數(shù)，主要代碼：
...
/*
* 使用查詢方式讀取A/D轉(zhuǎn)換值。
* 輸入?yún)?shù)ch: 模擬信號(hào)通道，取值為0~7
*/
static int ReadAdc(int ch)
{
//選擇模擬通道，使能預(yù)分頻功能，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘 = PCLK/(49+1)
ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(49) | ADC_INPUT(ch);
//清除位[2]，設(shè)為普通轉(zhuǎn)換模式
ADCTSC &= ~(1<<2);
//設(shè)置位[0]為1，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換
ADCCON |= ADC_START;
//當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換真正開始時(shí)，位[0]會(huì)自動(dòng)清0
while (ADCCON & ADC_START);
//檢測(cè)位[15]，當(dāng)它為1時(shí)表示轉(zhuǎn)換結(jié)束
while (!(ADCCON & ADC_ENDCVT));
//讀取數(shù)據(jù)
return (ADCDAT0 & 0x3ff);
}
/*
* 測(cè)試ADC。通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換，測(cè)量可變電阻器的電壓值
*/
void Test_Adc(void)
{
int vol0, vol1;
printf("Measuring the voltage of AIN0 and AIN1, press any key to exitnr");
while (!awaitkey(0))// 串口無(wú)輸入，則不斷測(cè)試
{
vol0 = (ReadAdc(0)*3)/1024;// 計(jì)算電壓值
vol1 = (ReadAdc(1)*3)/1024;// 計(jì)算電壓值
printf("AIN0 = %dAIN1 = %dr", vol0,vol1);
}
printf("n");
}
static void Isr_Tc(void)
{
if (ADCDAT0 & 0x8000)//ADCDAT0[15]為1表示觸摸屏被松開
{
printf("rnStylus Up!!nr");
//wait_down_int();//進(jìn)入"等待中斷模式"，等待觸摸屏被按下
}
else
{
printf("rnStylus Down: ");
mode_auto_xy();//進(jìn)入自動(dòng)(連續(xù))X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式
ADCCON |= ADC_START;//設(shè)置位[0]為1，啟動(dòng)A/D轉(zhuǎn)換
}
// 清INT_TC中斷
...
}
static void Isr_Adc(void)
{
printf("xdata = %4d, ydata = %4drn",(int)(ADCDAT0 & 0x3ff),(int)(ADCDAT1 & 0x3ff));
//wait_down_int();//進(jìn)入"等待中斷模式"，等待觸摸屏被松開
//清INT_ADC中斷
...
}
void AdcTsIntHandle(void)
{
if (SUBSRCPND & BIT_SUB_TC)
Isr_Tc();
if (SUBSRCPND & BIT_SUB_ADC)
Isr_Adc();
}
/*
*測(cè)試觸摸屏，打印觸點(diǎn)坐標(biāo)
*/
void Test_Ts(void)
{
isr_handle_array[ISR_ADC_OFT] = AdcTsIntHandle;// 設(shè)置ADC中斷服務(wù)程序
INTMSK &= ~BIT_ADC;//開啟ADC總中斷
INTSUBMSK &= ~BIT_SUB_TC;//開啟INT_TC中斷，即觸摸屏被按下或松開時(shí)產(chǎn)生中斷
INTSUBMSK &= ~BIT_SUB_ADC;//開啟INT_ADC中斷，即A/D轉(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)產(chǎn)生中斷
//使能預(yù)分頻功能，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器的時(shí)鐘 = PCLK/(49+1)
ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(49);
/*
*采樣延時(shí)時(shí)間 = (1/3.6864M)*50000 = 13.56ms
*即按下觸摸屏后，再過(guò)13.56ms才采樣
*/
ADCDLY = 50000;
wait_down_int();/*進(jìn)入“等待中斷模式”，等待觸摸屏被按下*/
printf("Touch the screem to test, press any key to exit!nr");
getc();
// 屏蔽ADC中斷
...
}