STM32f103的電阻觸摸屏的五點校正算法

　　由于電阻式觸摸屏就是一種傳感器,它利用壓力感應進行控制,將矩形區域中觸摸點(X,Y)的物理位置轉換為代表 X坐標和 Y 坐標的電壓。這里先引入兩個概念，物理坐標和邏輯坐標。物理坐標指觸摸屏上點的實際位置，通常以液晶上點的個數來度量。邏輯坐標指這點被觸摸時A/D 轉換后的坐標值。如圖1，我們假定液晶最左下角為坐標軸原點A ，在液晶上任取一點B (十字線交叉中心)，B 在X 方向距離A 10 個點，在Y 方向距離A20 個點，則這點的物理坐標為(10，20)。如果我們觸摸這一點時得到的X 向A/D 轉換值為100，Y 向A/D 轉換值為200，則這點的邏輯坐標為(100，200)。

　　常用的電阻式觸摸屏矯正方法有兩點校準法和三點校準法。本文這里介紹的是結合了不同的電阻式觸摸屏矯正法的優化算法：五點校正法。其中主要的原理是使用4點矯正法的比例運算以及三點矯正法的基準點運算。五點校正法優勢在于可以更加精確的計算出X和Y方向的比例縮放系數，同時提供了中心基準點，對于一些線性電阻系數比較差電阻式觸摸屏有很好的校正功能。

　　校正相關的變量主要有:

　　x[5] , y[5] 五點定位的物理坐標

　　xl[5] , yl[5] 五點定位的邏輯坐標

　　KX , KY 橫縱方向伸縮系數

　　XLC , YLC 中心基點邏輯坐標

　　XC , YC 中心基點物理坐標(數值采用LCD顯示屏的物理長寬分辨率的一半)

　　觸摸屏常和點陣式液晶顯示(LCD)屏疊加在一起配套使用,構成一個矩形的實際物理平面; 而由用戶觸摸的觸摸點集合經過 A/D 轉換器,得到具體顯示坐標的集合,這個集合構成了一個邏輯平面。 由于存在誤差,這兩個平面并不重合,校準的作用就是要將邏輯平面映射到物理平面上,即得到觸點在液晶屏上的位置坐標。 校準算法的中心思想也就是要建立這樣一個映射函數現有的校準算法大多是基于線性校準, 即首先假定物理平面和邏輯平面之間的誤差是線性誤差,由旋轉和偏移形成。

　　x[5] , y[5] 五點定位的物理坐標是已知的，其中4點分別設置在LCD的角落，一點設置在LCD正中心，作為基準矯正點。校正關鍵點和距離布局如圖。校正步驟如下：

　　1. 通過先后點擊LCD的4個角落的矯正點，獲取4個角落的邏輯坐標值。

　　2. 計算 s1’ = xl[2] - xl[1] 、 s3’ = xl[3] - xl[4] 、 s2’ = yl[3] - yl[2] 、 s4’ = yl[4] - yl[1]

　　計算 s1 = x[2] - x[1] 、 s3 = x[3] - x[4] 、 s2 = y[3] - y[2] 、 s4 = y[4] - y[1]，一般取點可以人為的設定s1 = s3 和 s2 = s4，以方便運算。

　　計算 KX = ( s1’ + s3’ )/2/s1 、KY = ( s2’ + s4’ )/2/s2

　　3. 點擊LCD正中心，獲取中心點的邏輯坐標，作為矯正的基準點。

　　4. 完成以上步驟則校正完成。下次點擊觸摸屏的時候獲取的邏輯值XL和YL，可根據公式轉換成物理值：

　　X = ( XL - XLC ) / KX + XC

　　Y = ( YL - YLC ) / KY + YC

　　換算出來的X , Y即是和LCD像素相對應的物理坐標值，方便對觸屏響應程序做區域判別。

　　以下是校正程序：

　　/****************************************************************************

　　* 名 稱：void LCD_Adjustd(void)

　　* 功 能：校正電阻屏系數

　　* 入口參數： null

　　* 出口參數：無

　　* 說 明：null

　　* 調用方法：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

　　LCD_Clear(White );

　　LCD_printString(110,20, "Adjustd Begin" ,Black);

　　delay_ms(5000);

　　// 定第一個點

　　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

　　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

　　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

　　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

　　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);

　　}

　　//計算校正系數

　　// 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

　　Add_Button();

　　return 0;

　　}