Panel Dotykowy na scalaku stmpe811 - I2C

Wcześniej zajmowałem się wyświetlaczem kolorowym TFT 3,5" oraz 4,3" Link ale pominąłem zupełnie obsługę panela dotykowego w jaki on był wyposażony. Rozważałem wstępnie skorzystanie bezpośrednio z przetwornika ADC w mikrokontrolerze do jego obsługi, jednak zainteresowały mnie układy scalone, które taką obsługę powinny znacznie ułatwiać a przez to dawać większe możliwości jeśli chodzi o wydajność własnego programu w tak małym procku jak AVR, który przecież musi obsłużyć dość spory i kolorowy wyświetlacz LCD. Na początku myślałem o popularnych chyba bardziej układach z serii AR1000 a dokładniej o AR1020 na I2C, jednak z uwagi na to, że gdzie niegdzie można znaleźć już opisy i porady jak z niego korzystać, to postanowiłem się zabrać za całkiem inny układ, firmy ST Micro. o symbolu STMPE811. 

Generalnie, jak już zrobiłem układ i udało się go oprogramować to wręcz wybiłem sobie absolutnie z głowy próby podłączania takich paneli bezpośrednio do procka. Bo jak pisałem można, ale jakość, szybkość, dokładność i ciekawe możliwości jakie oferują takie scalaki, przy ich niewielkich rozmiarach i wygodnej obsłudze po I2C zdecydowanie przemawiają za ich wykorzystaniem właśnie. 

tak to wygląda na PCB: 

 

Dlatego chciałem się podzielić kilkoma uwagami odnośnie takiego podstawowego uruchomienia obsługi panela dotykowego na takim scalaku. A to z uwagi na to, że jak wspominałem, rzadko można spotkać jakiś opis jego wykorzystania z AVR'kiem a z drugiej strony jest on nawet pinologicznie mniejszy niż AR1020 i sama aplikacja jest nieskomplikowana. Tylko obudowa jego QFN16 może stanowić pewien problem z przylutowaniem, jeśli ktoś nie ma wprawy. Nie mniej jednak dla takich możliwości wartą tą wprawę nabyć i go podlutować  

Tak wygląda schemat - przyznacie że prosty. 
 

Sam układ posiada ciekawe możliwości, ja jednak skorzystałem z podstawowych, tj. wykrywania współrzędnych miejsca dotknięcia ale także sam fakt dotknięcia i zwolnienia. Układ zasilany jest napięciem 3,3V i takim samym napięciem zasiliłem swój mikrokontroler, zresztą także sam LCD działa na 3,3V. Dzięki temu nie potrzebowałem żadnych konwersji. Na końcu przedstawię filmik, na którym widać operacje wykonywane przy taktowaniu procka jedynie 11,0592MHz. 

Szybkość i dokładność działania jest rewelacyjna. Układ tak w ogóle posiada 12-bitowe przetworniki ADC, jednak ja zmniejszam sobie rozdzielczość do 9-bitów gdyż w tym przypadku jest wystarczająca. W załączniku zamieszczam zarówno notę PDF układu ale także notę PDF, która opisuje i pokazuje jak w podstawowy sposób oprogramować i zainicjalizować ten układ scalony. Wszystko wyglądałoby pięknie, gdyby nie to, że jednak układ wymaga inicjalizacji i poustawiania sporej ilości rejestrów żeby rozpocząć prawidłową pracę. A ponieważ przykłady zapewne pochodzą od procków PIC, to okazuje się, że tak wprost po inicjalizacji są pewne problemy z działaniem na AVR'ku' Dlatego poniżej przedstawię inicjalizację jaką ja przygotowałem. W zasadzie nie różni się ona mocno od tej z PDF'a ale jak wiadomo diabeł tkwi w szczegółach albo w pojedynczych bitach .... 

Dlatego np w PDF'ie domyślnie przerwanie było wyzwalane poziomem i przestawiłem na zbocze.... Plus kilka innych drobiazgów ale to już łatwo każdemu będzie dojść mając do porównania kod mojej inicjalizacji oraz kod z PDF'a 

void stmpe811_init() {

stmpe811_write_reg( 0x04, 0x0c );

stmpe811_write_reg( 0x0a, 0x07 );

stmpe811_write_reg( 0x20, 0x49 );

_delay_ms(2);

stmpe811_write_reg( 0x21, 0x01 );

stmpe811_write_reg( 0x17, 0x00 );

stmpe811_write_reg( 0x41, 0x9a );

stmpe811_write_reg( 0x4a, 0x01 );

stmpe811_write_reg( 0x4b, 0x01 );

stmpe811_write_reg( 0x4b, 0x00 );

stmpe811_write_reg( 0x56, 0x07 );

stmpe811_write_reg( 0x58, 0x01 );

stmpe811_write_reg( 0x40, 0x03 );

stmpe811_write_reg( 0x0b, 0xff );

stmpe811_write_reg( 0x09, 0x03 );

}

Tak to wygląda u mnie i działa dzięki temu tak jak na załączonym filmie poniżej 
Sama obsługa przerwania, a zrobiłem to na INT0 (akurat) też jest inna niż w przykładach z PDF'a.... zresztą tam coś jest w ogóle nie tak z tymi przykładami, coś się komuś pomyliło w kilku miejscach, i jakieś w ogóle dziwolągi wychodziły mi gdy próbowałem to wprost zaadoptować: 

ISR( INT0_vect ) {

stmpe811_read_buf( 0x0b, 1, buf);

if( buf[0] & 0x02 )  {

stmpe811_read_buf( 0x4d, 2, buf);

stmpe811_read_buf( 0x4f, 2, &buf[2]);

stmpe811_write_reg( 0x0b, 0x02 );

          int0_flag = 1;

} else {

stmpe811_write_reg( 0x0b, 0x01 );

}

}

Inaczej zatem niż w kodzie z noty PDF, ja postanowiłem odczytywać od razu wartości 16-bitowych rejestrów zawierających (tutaj tylko) koordynanty X oraz Y. Pominąłem Z (ta daje informację o sile nacisku zdaje się). Jak pisałem wcześniej wartości w tych rejestrach są 12-bitowe. W przerwaniu jak widać wczytuję odczytane rejestry do bufora, do kolejnych komórek i ustawiam flagę, która później sprawdzana jest w pętli głównej. I to właśnie już w pętli głównej na spokojnie że tak powiem, można sobie zmniejszyć rozdzielczość bitową a także przeliczyć wartości ADC już na konkretne współrzędne X oraz Y. W zależności od nich jak widać na filmiku oraz od tego czy ekran jest dotykany czy nie - pojawia się kółko wokół miejsca dotyku. Pojawiają się także na ten czas współrzędne X oraz Y. Wiadomo, że czasem one troszkę hmm skaczą i że ciężko uzyskać rozdzielczość co do 1-go pixela - no ale to nie jest absolutnie przecież potrzebne. Mając więc współrzędne można już pięknie analizować gdzie dotykamy naszym paluchem bądź rysikiem i w zależności od tego realizować różne funkcje.

Uprzedzam, że celem tego projektu jest próba zainteresowania tego typu scalaczkami do obsługi paneli dotykowych, gdyż często nawet tu na forum poczytać można wątki, gdzie zwykle ludzie piszą iż coś tam nie wychodzi z takimi scalakami i męczą się z obsługą ADC w procku.

Poniżej króki filmik z działania w praktyce: