SAM4E单片机之旅——15、触屏输入与SPI通信
开发板上配了一个电阻触摸屏,它的控制器是ADS7843,使用SPI进行通信。这次实现的功能是通过SPI接口与该控制器交互,获取触摸屏点击的坐标,并显示在LCD上。略为难点的是SPI作为同步时钟的一种,需要判断时钟的极性以及相位。
为了突出主题,就没有对电阻屏进行校准,显示的是控制器原始的输出值。
一、 电路图
![](../img/eep/emb/emb-750195avhvumata1.jpg)
PA12、PA13和PA14引脚的外设A为SPI相关引脚,PA11为SPI的NPCS0。即,该控制器连接在SPI的片选设备0。
二、ADS7843简介
和该控制器交互过程大概如下:
根据设置,当控制器检测到有触摸时,PENIRQ引脚会拉低。
为获取触摸的位置,需要向控制器发送一个8bit的控制字。
控制器完成模数转换后,会拉高BUSY引脚电平。
因为SPI主设备在读取从设备的数据时,需要通过发送数据来提供时钟信息,所以需要发送数据给从设备,才能读取数据。
控制字的格式(只说明本次用到的值的含义):
![](../img/eep/emb/emb-75020p2iugze0ina.jpg)
S为起始位:
必须为1。需要发送无效指令时,该位为0。
A[0-2]为通道选择位:
值为1时表示读取坐标Y值;为5时读取坐标X。
MODE为模式选择位:
值为0时表示进行12位转换。
SER/DFR为单端/差分模式选择位:
为低时表示控制器工作在差分模式。
PD[0-1]为休眠模式选择位:
值为0时表示该两次转换之间进行休眠,且在有触摸操作时开启IRQ中断;
值为3时表示不进行休眠,且禁用中断。
通信时序与时钟极性、相位:
![](../img/eep/emb/emb-75022xcpd1xogjzx.jpg)
上图是ADS7843,在进行12位转换时,通信的时序图。
可以看到,每次传输的数据为8位。而在时钟无效时,时钟引脚是保持低电平的。并且,在一个时钟周期内,在第一个时钟边沿(即上升沿)时,传输的数据不变,即表示在时钟的第一个边沿进行数据采集;而在时钟第二个边沿(即下降沿)时,数据改变。
接收数据时的注意事项:
![](../img/eep/emb/emb-75023yxmc031iohl.jpg)
单独注意下ADS7843输出时的时序。
在第一次传输的过程中,在第一个时钟的上升沿时,其输出为低电平。而有效的数据在第二个时钟才开始被采集到。这意味着,第一次传输时SPI主机的接收到的数据中,只有低7位是有效的。
同样也可以看到,在第二次传输时,则有5位有效数据被传输。
三、 辅助函数
先实现一些辅助的函数,完成一些子功能。
引脚及常用命令的宏定义。
/* ADS7843 引脚 */
#define RT_BUSY_PIN PIO_PA17
#define RT_IRQ_PIN PIO_PA16
/* ADS7843 命令相关 */
#define RT_CMD_START (1<<7)
#define RT_CMD_SWITCH_SHIFT 4
#define RT_CMD_PD_MOD 0x3 //不休眠且不产生中断
/* ADS7843 常用命令 */
#define RT_CMD_ENABLE_PENIRQ \
((1 << RT_CMD_SWITCH_SHIFT) | RT_CMD_START)
#define RT_CMD_X_POS \
((5 << RT_CMD_SWITCH_SHIFT) | RT_CMD_START| RT_CMD_PD_MOD)
#define RT_CMD_Y_POS \
((1 << RT_CMD_SWITCH_SHIFT) | RT_CMD_START | RT_CMD_PD_MOD)
SPI发送数据,并返回接收到的数据。在实际运用中,可能需要进行超时的处理。
uint16_t SPISend(uint16_t data)
{
/* 发送 */
while(!(SPI->SPI_SR & SPI_SR_TDRE));
SPI->SPI_TDR = data;
/* 接收 */
while(!(SPI->SPI_SR & SPI_SR_RDRF));
return (SPI_RDR_RD_Msk & SPI->SPI_RDR);
}
向ADS7843发送命令,并取得返回值。
/*这个函数默认发送完命令后,ADS7843会返回两次数据 */
uint32_t RTouchSendCmd(uint8_t uc_cmd)
{
SPISend(uc_cmd);
/* 等待输出 */
while ((PIOA->PIO_PDSR & RT_BUSY_PIN) ==0);
/* 读取数据 */
uint32_t rec_data = SPISend(0);
uint32_t uResult = rec_data << 8;
rec_data = SPISend(0);
uResult |= rec_data;
uResult >>= 3;
return uResult;
}
四、 初始化
GPIO引脚复用配置。将PA11—PA14复用为外设A,PA16和PA17配置为输入引脚。
1// 代码略……
SPI设置。下面直接给我设置的代码,如此设置的原因已经在上一小节说明。对于波特率的选择,ADS7843的芯片手册中只要求了一个在时钟脉冲中,高电平和低电平的出现时间不少于200ns。在这里选择的波特率为1 MHz(MCK为
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