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)的個數(shù)來度量。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A 10 個點(diǎn)，在Y 方向距離A20 個點(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)。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/201709/364743.htm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 A/D 轉(zhuǎn)換器,得到具體顯示坐標(biāo)的集合,這個集合構(gòu)成了一個邏輯平面。 由于存在誤差,這兩個平面并不重合,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. 通過先后點(diǎn)擊LCD的4個角落的矯正點(diǎn)，獲取4個角落的邏輯坐標(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
換算出來的X , Y即是和LCD像素相對應(yīng)的物理坐標(biāo)值，方便對觸屏響應(yīng)程序做區(qū)域判別。
以下是校正程序：
/****************************************************************************
* 名 稱：void LCD_Adjustd(void)
* 功 能：校正電阻屏系數(shù)
* 入口參數(shù)： null
* 出口參數(shù)：無
* 說 明：null
* 調(diào)用方法：LCD_Adjustd();
****************************************************************************/
u8 LCD_Adjustd(void)
{
EXTI_InitTypeDef EXTI_InitStructure;
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line7;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //為中斷請求
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, "Adjustd Begin" ,Black);
delay_ms(5000);
// 定第一個點(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, "Adjustd Fail" ,Black);
delay_ms(5000);
LCD_Clear(White );
return 1;
}
// 定第三個點(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, "Adjustd Fail" ,Black);
delay_ms(5000);
LCD_Clear(White );
return 1;
}
// 定第四個點(diǎn)
LCD_Draw_Target(300, 220, Red);
LCD_Draw_Target(20, 220, White);
while( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7));
while( (1-GPIO_ReadInputD
while( (1-GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7)))
{
x[3] = Read_XY(CMD_RDX);
y[3] = Read_XY(CMD_RDY);
LCD_ShowNum(150,80,x[3],Black);
LCD_ShowNum(150,110,y[3],Black);
delay_ms(200);
LCD_Color_Fill(150,80,200,120, White);
}
if((abs(y[2]-y[3]) >60) || (abs(x[1]-x[3]) >80))
{
LCD_Clear(White );
LCD_printString(110,20, "Adjustd Fail" ,Black);
delay_ms(5000);
LCD_Clear(White );
return 1;
}
// 定第五個點(diǎn)
LCD_Draw_Target(160, 120, Red);
LCD_Draw_Target(300, 220, White);
while( GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7));
while( (1-GPIO_ReadInputDataBit(GPIOG,GPIO_Pin_7)))
{
x[4] = Read_XY(CMD_RDX);
y[4] = Read_XY(CMD_RDY);
delay_ms(200);
}
//計(jì)算校正系數(shù)
// KX = ((abs(y[0]-y[2])/280+abs(y[1]-y[3])/280)/2);
// KY = ((abs(x[0]-x[1])/200+abs(x[2]-x[3])/200)/2);
KX = (((float)(y[0]-y[2])/280+(float)(y[1]-y[3])/280)/2);
KY = (((float)(x[0]-x[1])/200+(float)(x[2]-x[3])/200)/2);
XC = 160;
YC = 120;
XLC = y[4];
YLC = x[4];
// 定點(diǎn)完成
LCD_Clear(White );
LCD_printString(110,20, "Adjustd Done" ,Black);
delay_ms(5000);
LCD_Color_Fill(110,20,200,35, White);
LCD_printString(110,20, "Testing" ,Black);
EXTI_InitStructure.EXTI_Line = EXTI_Line7;
EXTI_InitStructure.EXTI_Mode = EXTI_Mode_Interrupt; //為中斷請求
EXTI_InitStructure.EXTI_Trigger = EXTI_Trigger_Falling;//Falling下降沿 Rising上升
EXTI_InitStructure.EXTI_LineCmd = ENABLE;
EXTI_Init(&EXTI_InitStructure);
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line7); //清除線路掛起位
//顯示開始刷屏
TIM_Cmd(TIM3, ENABLE); //使能TIMx外設(shè)
Add_Button();
return 0;
}
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