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15、ADC和触摸屏-S3C2440

分类： LINUX

2011-03-25 15:39:12

一、概要

10 位CMOS 的ADC（模数转换器）是有8 通道模拟输入的循环类型设备。其转换模拟输入信号到10 位的数字编码，最大的转换率是在2.5MHz 转换时钟下达到500KSPS。AD 转换

器支持片上采样和保持功能及掉电模式。

触摸屏接口可以控制或选择触摸屏触点用于XY 坐标的转换。触摸屏接口包括触摸触点控制逻辑和有中断产生逻辑的ADC 接口逻辑。

 

二、触摸屏接口模式

（1） 正常转换模式

单个转换模式可能多数是使用在通用目的的ADC转换。该模式可以通过设置ADCCON（ADC控制寄存器）来初始化并且完成对ADCDAT0 的读写操作（ADC数据寄存器0）。

（2） 分离XY坐标转换模式

触摸屏控制器可以在两种转换模式中的一种模式下操作。分离的XY坐标转换模式由以下方法操作。X坐标模式写X坐标转换数据到ADCDAT0，触摸屏接口产生中断源到中断控制器。Y坐标模式写Y坐标转换数据到ADCDAT1，触摸屏接口产生中断源到中断控制器。

   XP         XM     YP          Y M

X Position Conversion  External-V  GND    AIN[5]      Hi-Z

Y Position Conversion  AIN[7]      Hi-Z   External-V  GND

（3） 自动（连续）XY坐标转换模式

自动（连续）XY坐标转换模式是如下操作，触摸屏控制器连续的转换触摸X坐标和Y坐标。在触摸控制器写X测量数据到ADCDAT0 且写Y测量数据到ADCDAT1 后，触摸屏接口产生中断源到自动坐标转换模式下的中断控制器。

XP         XM     YP          Y M

X Position Conversion  External-V  GND    AIN[5]      Hi-Z

Y Position Conversion  AIN[7]      Hi-Z   External-V  GND

（4） 等待中断模式

当光标按下，触摸屏控制器产生中断信号（INT_TC）。触摸屏控制器的等待中断模式必须设定为触摸屏接口中触点的状态（XP、XM、YP、YM）。

在触摸屏控制器产生中断信号（INT_TC），等待中断模式必须被清除。（XY_PST设置到无操作模式）。

XP         XM     YP          Y M

Waiting for interrupt Mode  pull up   Hi-Z    AIN[5]      GND

备用模式：

备用模式在ADCCON[2]置1 时激活。在此模式下，AD转换操作停止，ADCDAT0 和

ADCDAT1 寄存器保留先前的转换数据。

 

三、寄存器设置

ADCCON 0x58000000 R/W ADC控制寄存器0x3FC4

(1<<14)|(49<<6)|(3<<3):频率为1MHz，通道AIN3

ADCTSC 0x58000004 R/W ADC触摸屏控制寄存器0x58

(0<<8)|(1<<7)|(1<<6)|(0<<5)|(1<<4)|(0<<3)|(3<<0)：等待中断模式，按下

(1<<8)|(1<<7)|(1<<6)|(0<<5)|(1<<4)|(0<<3)|(3<<0)：等待中断模式，松开

(1<<3)|(1<<2)|(0<<0)：进入自动(连续) X/Y轴坐标转换模式

 

ADCDLY 0x58000008 R/W ADC开始延时寄存器0x58

ADCDAT0 0x5800000C R/W ADC转换数据寄存器

 

ADCDAT1 0x58000010 R/W ADC转换数据寄存器-

ADCUPDN 0x58000014 R/W 触摸屏指针上下中断检测寄存器0x0

四、硬件连接
 
 

五、代码分析

Makefile

 

  1. CC = arm-linux-gcc
  2. LD = arm-linux-ld
  3. AR = arm-linux-ar
  4. OBJCOPY = arm-linux-objcopy
  5. OBJDUMP = arm-linux-objdump

  7. INCLUDEDIR     := $(shell pwd)/include
  8. CFLAGS         := -Wall -O2
  9. CPPFLAGS     := -nostdinc -I$(INCLUDEDIR)
  10. LDFLASG := -L $(shell dirname `$(CC) $(CFLAGS) -print-libgcc-file-name`) -lgcc

  12. export     CC LD OBJCOPY OBJDUMP INCLUDEDIR CFLAGS CPPFLAGS

  14. objs := start.o main.o uart0_init.o i2c_init.o nand.o framebuffer.o \
  15.         lcdlib.o lcddrv.o lib/libc.a adc_ts.o

  17. adc_ts.bin: $(objs)
  18.     ${LD} -Tmem.lds -o adc_ts_elf $^ ${LDFLASG}
  19.     ${OBJCOPY} -O binary -S adc_ts_elf $@
  20.     ${OBJDUMP} -D -m arm adc_ts_elf > adc_ts.dis
  21.     ${OBJDUMP} -dx adc_ts_elf > memory.map

  23. .PHONY : lib/libc.a
  24. lib/libc.a:
  25.     cd lib; make; cd ..
  26.     
  27. %.o:%.c
  28.     ${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

  30. %.o:%.S
  31.     ${CC} $(CPPFLAGS) $(CFLAGS) -c -o $@ $<

  33. clean:
  34.     make clean -C lib
  35.     rm -f adc_ts.bin adc_ts_elf adc_ts.dis *.o

第10行：nostdinc 不要在标准系统目录中寻找头文件.只搜索`-I'选项指定的目录(以及当前目录,如果合适). 结合使用`-nostdinc'和`-I-'选项,你可以把包含文件搜索限制在显式指定的目录.

第11行：指时Linux系统上的GCC库所在目录本机上。

 

adc_ts.c
  1. /*
  2.  * FILE: adc_ts.c
  3.  * ADC和触摸屏的测试函数
  4.  */

  6. #include <stdio.h>
  7. #include "adc_ts.h"
  8. #include "s3c2440_addr.h"
  9. #include "uart0_init.h"

  11. // ADCCON寄存器

  13. #define PRESCALE_DIS (0 << 14)
  14. #define PRESCALE_EN (1 << 14)
  15. #define PRSCVL(x) ((x) << 6)
  16. #define ADC_INPUT(x) ((x) << 3)
  17. #define ADC_START (1 << 0)
  18. #define ADC_ENDCVT (1 << 15)

  20. // ADCTSC寄存器

  22. #define UD_SEN (1 << 8)
  23. #define DOWN_INT (UD_SEN*0)
  24. #define UP_INT (UD_SEN*1)
  25. #define YM_SEN (1 << 7)
  26. #define YM_HIZ (YM_SEN*0)
  27. #define YM_GND (YM_SEN*1)
  28. #define YP_SEN (1 << 6)
  29. #define YP_EXTVLT (YP_SEN*0)
  30. #define YP_AIN (YP_SEN*1)
  31. #define XM_SEN (1 << 5)
  32. #define XM_HIZ (XM_SEN*0)
  33. #define XM_GND (XM_SEN*1)
  34. #define XP_SEN (1 << 4)
  35. #define XP_EXTVLT (XP_SEN*0)
  36. #define XP_AIN (XP_SEN*1)
  37. #define XP_PULL_UP (1 << 3)
  38. #define XP_PULL_UP_EN (XP_PULL_UP*0)
  39. #define XP_PULL_UP_DIS (XP_PULL_UP*1)
  40. #define AUTO_PST (1 << 2)
  41. #define CONVERT_MAN (AUTO_PST*0)
  42. #define CONVERT_AUTO (AUTO_PST*1)
  43. #define XP_PST(x) (x << 0)

  45. #define NOP_MODE 0
  46. #define X_AXIS_MODE 1
  47. #define Y_AXIS_MODE 2
  48. #define WAIT_INT_MODE 3


  51. /* 设置进入等待中断模式，XP_PU,XP_Dis,XM_Dis,YP_Dis,YM_En
  52.  * (1)对于S3C2410，位[8]只能为0，所以只能使用下面的wait_down_int，
  53.  * 它既等待Pen Down中断，也等待Pen Up中断
  54.  * (2)对于S3C2440，位[8]为0、1时分别表示等待Pen Down中断或Pen Up中断
  55.  */
  56. /* 进入"等待中断模式"，等待触摸屏被按下 */
  57. #define wait_down_int() { ADCTSC = DOWN_INT | XP_PULL_UP_EN | \
  58.                           XP_AIN | XM_HIZ | YP_AIN | YM_GND | \
  59.                           XP_PST(WAIT_INT_MODE); }
  60. /* 进入"等待中断模式"，等待触摸屏被松开 */
  61. #define wait_up_int() { ADCTSC = UP_INT | XP_PULL_UP_EN | XP_AIN | XM_HIZ | \
  62.                           YP_AIN | YM_GND | XP_PST(WAIT_INT_MODE); }

  64. /* 进入自动(连续) X/Y轴坐标转换模式 */
  65. #define mode_auto_xy() { ADCTSC = CONVERT_AUTO | XP_PULL_UP_DIS | XP_PST(NOP_MODE); }


  68. /*
  69.  * 使用查询方式读取A/D转换值
  70.  * 输入参数：
  71.  * ch: 模拟信号通道，取值为0~7
  72.  */
  73. static int ReadAdc(int ch)
  74. {
  75.     // 选择模拟通道，使能预分频功能，设置A/D转换器的时钟 = PCLK/(49+1)

  77.     ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(49) | ADC_INPUT(ch);

  79.     // 清除位[2]，设为普通转换模式

  81.     ADCTSC &= ~(1<<2);

  83.     // 设置位[0]为1，启动A/D转换

  85.     ADCCON |= ADC_START;

  87.     // 当A/D转换真正开始时，位[0]会自动清0

  89.     while (ADCCON & ADC_START);

  91.     // 检测位[15]，当它为1时表示转换结束

  93.     while (!(ADCCON & ADC_ENDCVT));

  95.     // 读取数据

  97.     return (ADCDAT0 & 0x3ff);
  98. }

  100. /*
  101.  * 测试ADC
  102.  * 通过A/D转换，测量可变电阻器的电压值
  103.  */
  104. void Test_Adc(void)
  105. {
  106.     float vol0, vol1;
  107.     int t0, t1;

  109.     printf("\n\rMeasuring the voltage of AIN0 and AIN3, press any key to exit\n\r");
  110.     while (!awaitkey(1000000)) // 串口无输入，则不断测试

  112.     {
  113.         vol0 = ((float)ReadAdc(0)*3.3)/1024.0; // 计算电压值

  115.         vol1 = ((float)ReadAdc(3)*3.3)/1024.0; // 计算电压值

  117.         t0 = (vol0 - (int)vol0) * 1000; // 计算小数部分, 本代码中的printf无法打印浮点数

  119.         t1 = (vol1 - (int)vol1) * 1000; // 计算小数部分, 本代码中的printf无法打印浮点数

  121.         printf("AIN0 = %d.%-3dV AIN3 = %d.%-3dV\r", (int)vol0, t0, (int)vol1, t1);
  122.     }
  123.     printf("\n\r");
  124. }

  126. /*
  127.  * INT_TC的中断服务程序
  128.  * 当触摸屏被按下时，进入自动(连续) X/Y轴坐标转换模式；
  129.  * 当触摸屏被松开时，进入等待中断模式，再次等待INT_TC中断
  130.  */
  131. static void Isr_Tc(void)
  132. {
  133.     if (ADCDAT0 & 0x8000)
  134.     {
  135.         printf("\n\rStylus Up!!\n\r");
  136.         wait_down_int(); /* 进入"等待中断模式"，等待触摸屏被按下 */
  137.     }
  138.     else
  139.     {
  140.         printf("\n\rStylus Down: ");

  142.         mode_auto_xy(); /* 进入自动(连续) X/Y轴坐标转换模式 */
  143.     
  144.         /* 设置位[0]为1，启动A/D转换
  145.          * 注意：ADCDLY为50000，PCLK = 50MHz，
  146.          * 要经过(1/50MHz)*50000=1ms之后才开始转换X坐标
  147.          * 再经过1ms之后才开始转换Y坐标
  148.          */
  149.         ADCCON |= ADC_START;
  150.     }
  151.     
  152.     // 清INT_TC中断

  154.     SUBSRCPND |= BIT_SUB_TC;
  155.     SRCPND |= BIT_ADC;
  156.     INTPND |= BIT_ADC;
  157. }


  160. /*
  161.  * INT_ADC的中断服务程序
  162.  * A/D转换结束时发生此中断
  163.  * 先读取X、Y坐标值，再进入等待中断模式
  164.  */
  165. static void Isr_Adc(void)
  166. {
  167.     // 打印X、Y坐标值

  169.     printf("\n\rxdata = %4d, ydata = %4d\r\n", (int)(ADCDAT0 & 0x3ff), (int)(ADCDAT1 & 0x3ff));

  171.     /* 判断是S3C2410还是S3C2440 */
  172.     if ((GSTATUS1 == 0x32410000) || (GSTATUS1 == 0x32410002))
  173.     { // S3C2410

  175.         wait_down_int(); /* 进入"等待中断模式"，等待触摸屏被松开 */
  176.     }
  177.     else
  178.     { // S3C2440

  180.         wait_up_int(); /* 进入"等待中断模式"，等待触摸屏被松开 */
  181.     }

  183.     // 清INT_ADC中断

  185.     SUBSRCPND |= BIT_SUB_ADC;
  186.     SRCPND |= BIT_ADC;
  187.     INTPND |= BIT_ADC;
  188. }

  190. void ISR(void)
  191. {
  192.     if (SUBSRCPND & BIT_SUB_TC)
  193.         Isr_Tc();

  195.     if (SUBSRCPND & BIT_SUB_ADC)
  196.         Isr_Adc();    
  197. }

  199. /*
  200.  * 测试触摸屏，打印触点坐标
  201.  */
  202. void Test_Ts(void)
  203. {
  204.     //isr_handle_array[ISR_ADC_OFT] = AdcTsIntHandle; // 设置ADC中断服务程序

  206.     INTMASK &= ~BIT_ADC; // 开启ADC总中断

  208.     INTSUBMSK &= ~(BIT_SUB_TC); // 开启INT_TC中断，即触摸屏被按下或松开时产生中断

  210.     INTSUBMSK &= ~(BIT_SUB_ADC); // 开启INT_ADC中断，即A/D转换结束时产生中断

  212.     
  213.     // 使能预分频功能，设置A/D转换器的时钟 = PCLK/(49+1)

  215.     ADCCON = PRESCALE_EN | PRSCVL(49);

  217.     /* 采样延时时间 = (1/3.6864M)*50000 = 13.56ms
  218.      * 即按下触摸屏后，再过13.56ms才采样
  219.      */
  220.     ADCDLY = 50000;

  222.     wait_down_int(); /* 进入"等待中断模式"，等待触摸屏被按下 */

  224.     printf("\n\rTouch the screem to test, press any key to exit\n\r");
  225.     getc();

  227.     // 屏蔽ADC中断

  229.     INTSUBMSK |= BIT_SUB_TC;
  230.     INTSUBMSK |= BIT_SUB_ADC;
  231.     INTMASK |= BIT_ADC;
  232. }
 
六、运行
 
以下为能直接运行的二进制文件，下载到Nand Flash Black0 直接以Nand Flash运行。
 
 
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