ARM開發(fā)步步深入之掌握ADC和觸摸屏

　　實驗?zāi)康模和ㄟ^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。

　　實驗環(huán)境及說明：恒頤S3C2410開發(fā)板H2410。H24X0E擴展板上AIN0~AIN1輸出懸空，通過外接可變電阻電路采樣電壓值;外接的觸摸屏接口實現(xiàn)擴展觸摸屏完成相應(yīng)操作本實驗基于夏普3.5英寸LQ035Q7DB02。

　　實 驗思路：開發(fā)板上電啟動后，自動將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，之后進入main 函數(shù)中進行ADC及觸摸屏的測試。

　　知識掌握：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轉(zhuǎn)換 為10位的二進制數(shù)字量。同時ADC部分能與CPU的觸摸屏控制器協(xié)同工作，完成對觸摸屏絕對地址的測量。ADC和TouchScreen共用一個A/D 轉(zhuǎn)換器，ADC可同時采樣8路模擬輸入信號，使用觸摸屏?xí)r，AIN[7]、AIN[5]被用來測量XP/YP的電平，剩余的六個引腳可用來做一般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)是用來進行一般的ADC轉(zhuǎn)換之用的，例如通過ADC測量電池電壓等等。

　　● 獨立X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式(Separate X/Y Position Conversion Mode)---獨立X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式其實包含了X軸模式和Y軸模式2種模式。 首先進行X軸的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(AUTO_PST=0，XY_PST=1)，X軸的轉(zhuǎn)換資料會寫到ADCDAT0寄存器的XPDAT中，等待轉(zhuǎn)換完成后，觸摸屏 控制器會產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。 然后進行Y軸的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換(AUTO_PST=0，XY_PST=2)，Y軸的轉(zhuǎn)換資料會寫到ADCDAT1寄存器的YPDAT中，等待轉(zhuǎn)換完成后，觸摸屏 控制器會產(chǎn)生相應(yīng)的中斷。

　　●自動X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式(Auto X/Y Position Conversion Mode)---自動X/Y軸坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模式(AUTO_PST=1，XY_PST=0)將會自動地進行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"，即觸摸屏按下的時候，其實是處于中斷等待模式。一旦被按下，實時產(chǎn)生"INT_TC"中斷信號。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)換時的資料。

　　★ADC兩種啟動方式：以手工啟動和讀結(jié)果時就自動地啟動下一次轉(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個寄存器：

　　●ADCCON--- 設(shè)置ADCCON寄存器，選擇輸入信號通道，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器的時鐘(A/D時鐘=PCLK/(PRSCVL+1))。A/D時鐘最大為2.5MHz，且 應(yīng)小于PCLK的1/5;設(shè)置ADCCON寄存器，啟動轉(zhuǎn)換(設(shè)置READ_START位則讀轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)(讀ADCDAT0寄存器)時即啟動下一次轉(zhuǎn)換;否 則可通過設(shè)置ENABLE_START位來啟動A/D轉(zhuǎn)換);ADCCON各位含義(ENABLE_START---置1啟動ADC轉(zhuǎn)換，置0無操作; RESR_START---置1允許讀操作啟動ADC轉(zhuǎn)換，置0禁止讀操作啟動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---選擇需要進行轉(zhuǎn)換的ADC信道; PRSCV---ADC轉(zhuǎn)換時鐘預(yù)分頻參數(shù);PRSCEN---ADC轉(zhuǎn)換時鐘使能; 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X/Y軸手動測量模式進行選擇;AUTO_PST---X/Y軸的自 動轉(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軸自動轉(zhuǎn)換模 式;AUTO_PST---X/Y軸自動轉(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寄存器：

　　●ADCDLY---ADC轉(zhuǎn)換周期等待定時器。

　　●ADCDAT1---同ADCDAT0。

　　關(guān)鍵代碼解析：

　　★head.S頭文件來初始化，設(shè)置SDRAM，將程序復(fù)制到SDRAM，然后跳到SDRAM繼續(xù)執(zhí)行

　　.equ MEM_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

　　bl disable_watch_dog @關(guān)門喂狗

　　bl mem_control_setup @設(shè)置存儲控制器

　　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

　　ldr r0, =0x30000000 @目標(biāo)地址=0x30000000，SDRAM起始地址

　　mov r1, #4096 @源地址=4096，連接時代碼在4096開始處

　　mov r2, #16*1024 @復(fù)制長度=16K，對于本實驗足夠

　　bl read_nand @調(diào)用C函數(shù)read_nand

　　bl clean_bss @清除bss段

　　msr cpsr_c, #0xd2 @進入中斷模式

　　ldr sp, =0x31000000 @設(shè)置中斷模式棧指針

　　msr cpsr_c, #0xdf @進入系統(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文件實現(xiàn)實現(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個數(shù)據(jù)位，無校驗位，1個停止位)

　　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A/D轉(zhuǎn)換

　　ADCCON |= ADC_START;

　　//當(dāng)A/D轉(zhuǎn)換真正開始時，位[0]會自動清0

　　while (ADCCON & ADC_START);

　　//檢測位[15]，當(dāng)它為1時表示轉(zhuǎn)換結(jié)束

　　while (!(ADCCON & ADC_ENDCVT));

　　//讀取數(shù)據(jù)

　　return (ADCDAT0 & 0x3ff);

　　}

　　/*

　　* 測試ADC。通過A/D轉(zhuǎn)換，測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)) // 串口無輸入，則不斷測試

　　{

　　vol0 = (ReadAdc(0)*3)/1024; // 計算電壓值

　　vol1 = (ReadAdc(1)*3)/1024; // 計算電壓值

　　printf("AIN0 = %d AIN1 = %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(); //進入"等待中斷模式"，等待觸摸屏被按下

　　}

　　else

　　{

　　printf("rnStylus Down: ");

　　mode_auto_xy(); //進入自動(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();

　　}

　　/*

　　*測試觸摸屏，打印觸點坐標(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)束時產(chǎn)生中斷

　　//使能預(yù)分頻功能，設(shè)置A/D轉(zhuǎn)換器的時鐘 = PCLK/(49+1)

　　ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(49);

　　/*

　　*采樣延時時間 = (1/3.6864M)*50000 = 13.56ms

　　*即按下觸摸屏后，再過13.56ms才采樣

　　*/

　　ADCDLY = 50000;

　　wait_down_int();/*進入“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

　　...

　　}