ARM(15) - LCD（2）显示字母数字+touch

一、配置

参考手册

二、程序

（一）、显示字母和数字

调用

（二）、触屏功能实现

1、整体框架与核心数据结构

首先明确代码的核心目标：通过 I2C 与触摸芯片通信，利用中断捕获触摸事件，读取触摸坐标并在 LCD 上显示。

1. 隐含的数据结构（关键！）

代码中未显式定义touch_data_t和point_t，但通过逻辑可反推其结构（通常在touch.h中声明），是触摸数据存储的基础：

// 触摸点坐标结构体（单个触摸点的x/y坐标）
typedef struct {
    unsigned short x;  // x轴坐标（16位，适配常见LCD分辨率）
    unsigned short y;  // y轴坐标（16位）
} point_t;

// 触摸数据全局结构体（存储所有触摸信息，供中断与主函数共享）
typedef struct {
    unsigned char flag_valid;       // 数据有效标志（1=有新触摸数据，0=无）
    unsigned char num_point;        // 当前触摸点数量（0~5，FT5x06支持最多5点触摸）
    point_t point_data[5];          // 5个触摸点的坐标数据（对应最多5点）
} touch_data_t;

// 全局变量：中断处理函数与主函数通过该变量传递触摸数据
touch_data_t touch_data;

2. 核心外设依赖

代码依赖 MCIMX6Y2 的多个外设，需先初始化才能保证触屏功能正常：

• I2C2 ：与触摸芯片通信（触摸芯片为 I2C 从设备，地址0x14）；
• GPIO：2 个关键引脚（复位引脚 GPIO5_IO09、中断引脚 GPIO1_IO09）；
• GIC（通用中断控制器）：管理 GPIO 中断，使能中断响应；
• LCD ：显示触摸坐标（依赖lcd_show_string函数）。

2、模块 1：触摸硬件初始化（touch_init）

touch_init是触屏功能的 "启动入口"，负责完成引脚配置、触摸芯片复位、中断配置三大核心工作，确保触摸芯片进入就绪状态。

1. 步骤 1：引脚复用与电气属性配置

MCIMX6Y2 的引脚需通过IOMUXC（引脚复用控制器）配置为目标功能：

// 1. 配置复位引脚（GPIO5_IO09）：复用为GPIO功能
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER9_GPIO5_IO09, 0);
// 2. 配置中断引脚（GPIO1_IO09）：复用为GPIO功能
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO09_GPIO1_IO09, 0);

// 3. 配置引脚电气属性（拉电阻、驱动能力、 slew rate等）
// 0x10B0：通常表示"下拉电阻+100KΩ+驱动能力适中"（具体需查IMX6Y2手册）
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_SNVS_SNVS_TAMPER9_GPIO5_IO09, 0x10B0);
// 0xF0B0：中断引脚可能配置为"上拉电阻"（匹配触摸芯片中断输出电平）
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO09_GPIO1_IO09, 0xF0B0);

2. 步骤 2：触摸芯片复位（关键时序）

触摸芯片上电后需复位才能正常工作，通过 GPIO5_IO09 输出高低电平实现复位时序：

gpio_pin_t pin;
pin.dir = gpio_output;  // 复位引脚设为输出模式
pin.def_val = 0;
gpio_init(GPIO5, 9, &pin);  // 初始化GPIO5_IO09（复位引脚）
gpio_init(GPIO1, 9, &pin);  // 先将中断引脚设为输出（临时拉低复位？）

// 复位时序：拉低10ms（硬件复位）→ 拉高100ms（等待芯片启动）
gpio_write(GPIO5, 9, 0);  // 复位引脚拉低
gpio_write(GPIO1, 9, 0);  // 中断引脚临时拉低（可选，看芯片要求）
delay_ms(10);             // 保持拉低10ms（满足芯片复位时序）
gpio_write(GPIO5, 9, 1);  // 复位引脚拉高（结束复位）
delay_ms(100);            // 等待芯片初始化完成

3. 步骤 3：触摸芯片寄存器初始化（可选调试与配置）

代码中包含读取芯片状态、配置工作模式的逻辑（部分注释掉，用于调试）：

unsigned char buf[20] = {0};
// 读0x8056寄存器：获取触摸触发模式（0x3可能表示"中断触发模式"）
touch_read(0x8056, buf, 1); 
sprintf(buf,"triger mode:%d",buf[0] & 0x3);  // 格式化模式值（调试用）

// 写0x8040寄存器：配置触摸芯片工作模式（如"中断使能""多点触摸使能"）
buf[0] = 0;  // 具体值需查芯片手册（如0=默认模式）
touch_write(0x8040, buf, 1);
delay_ms(100);  // 等待配置生效

4. 步骤 4：GPIO 中断配置（捕获触摸事件）

触摸芯片在检测到触摸时，会拉低中断引脚（GPIO1_IO09），需配置 GPIO 中断以捕获该事件：

// 1. 中断引脚改为输入模式（接收触摸芯片的中断信号）
pin.dir = gpio_input;
gpio_init(GPIO1, 9, &pin);

// 2. 配置中断触发方式（GPIO1->ICR1：中断配置寄存器1）
// (3 << 18)：配置GPIO1_IO09的触发方式（3=下降沿触发，因触摸芯片中断为低电平脉冲）
// 注：ICR1的bit18~19对应IO9（IMX6 GPIO中断配置规则：bit[2n+1:n]对应IOn）
GPIO1->ICR1 |= (3 << 18); 

// 3. 解除中断屏蔽（GPIO1->IMR：中断屏蔽寄存器）
// (1 << 9)：允许GPIO1_IO09产生中断
GPIO1->IMR |= (1 << 9);

// 4. 注册中断处理函数并使能GIC中断
// 把"GPIO1_Combined_0_15_IRQn"中断与"touch_screen_interrupt_handler"绑定
system_interrupt_register(GPIO1_Combined_0_15_IRQn, touch_screen_interrupt_handler);
// 在GIC中使能该中断（Cortex-A7必须通过GIC管理中断）
GIC_EnableIRQ(GPIO1_Combined_0_15_IRQn);

3、模块 2：I2C 通信层（touch_write/touch_read）

触摸芯片通过 I2C 协议与 MCU 通信，touch_write和touch_read是封装好的 I2C 读写接口，负责与触摸芯片的寄存器交互。

1. I2C 写函数（touch_write）

功能：向触摸芯片的指定寄存器写入数据（如配置寄存器、清除标志）。

void touch_write(unsigned short reg_addr, unsigned char *data, unsigned short len)
{
    // I2C消息结构体（定义在i2c.h中，描述一次I2C传输的所有参数）
    struct I2C_Msg msg = {
        .dev_addr = 0x14,        // 触摸芯片的I2C从设备地址（FT5x06默认0x14）
        .reg_addr = reg_addr,    // 目标寄存器地址（如0x8040、0x814E）
        .reg_len = 2,            // 寄存器地址长度（2字节，因reg_addr是unsigned short）
        .data = data,            // 要写入的数据缓冲区
        .len = len,              // 写入数据的长度（字节数）
        .dir = I2C_write         // 传输方向：写
    };
    // 调用I2C底层驱动，执行一次I2C写传输（I2C2总线）
    i2c_transfer(I2C2, &msg);
}

I2C 写流程：MCU（I2C 主设备）发送「设备地址 + 写标志」→ 发送「2 字节寄存器地址」→ 发送「数据」→ 停止信号。

2. I2C 读函数（touch_read）

功能：从触摸芯片的指定寄存器读取数据（如触摸点数量、坐标）。

void touch_read(unsigned short reg_addr, unsigned char *data, unsigned short len)
{
    struct I2C_Msg msg = {
        .dev_addr = 0x14,        //  same as write
        .reg_addr = reg_addr,    // 目标寄存器地址
        .reg_len = 2,            // 寄存器地址长度（2字节）
        .data = data,            // 存储读取数据的缓冲区
        .len = len,              // 要读取的数据长度
        .dir = I2C_read          // 传输方向：读
    };
    i2c_transfer(I2C2, &msg);  // 执行I2C读传输
}

I2C 读流程（关键：需 "两次启动"）：

1. 第一次启动：MCU 发送「设备地址 + 写标志」→ 发送「2 字节寄存器地址」→ 发送「重复启动信号」；
2. 第二次启动：MCU 发送「设备地址 + 读标志」→ 接收「数据」→ 发送「NACK + 停止信号」。

4、模块 3：中断处理（touch_screen_interrupt_handler）

当有触摸时，触摸芯片拉低 GPIO1_IO09，触发中断，中断处理函数负责读取触摸数据并存储到全局变量，是触屏功能的 "数据采集核心"。

中断处理流程

void touch_screen_interrupt_handler(void)
{
    // 1. 确认中断源：是否为GPIO1_IO09的中断（避免误触发）
    if (GPIO1->ISR & (1 << 9)) 
    {
        unsigned char num;        // 触摸点数量
        unsigned char i = 0;
        unsigned char point[20] = {0};  // 存储单个触摸点的4字节数据（x低8、x高8、y低8、y高8）

        // 2. 读0x814E寄存器：获取当前触摸点数量（FT5x06的"触摸点数量寄存器"）
        touch_read(0x814E, &num, 1);
        touch_data.num_point = num & 0x0F;  // 低4位有效（0~5，最多5点）

        // 3. 若有触摸点，读取每个点的坐标
        if (0 != touch_data.num_point)
        {
            touch_data.flag_valid = 1;  // 置"数据有效"标志，通知主函数有新数据

            // 循环读取每个触摸点的坐标（array_point是坐标寄存器地址表）
            // array_point[0] = 0x8150（第1点）、0x8158（第2点）... 0x8170（第5点）
            for (i = 0; i < touch_data.num_point; i++)
            {
                // 读4字节数据（每个触摸点坐标占4字节）
                touch_read(array_point[i], point, 4);
                // 拼接x坐标（point[0]=x低8位，point[1]=x高8位 → 16位x）
                touch_data.point_data[i].x = point[1] << 8 | point[0];
                // 拼接y坐标（point[2]=y低8位，point[3]=y高8位 → 16位y）
                touch_data.point_data[i].y = point[3] << 8 | point[2];
            }
        }

        // 4. 写0x814E寄存器为0：清除触摸点数量标志（避免重复触发中断）
        num = 0;
        touch_write(0x814E, &num, 1);

        // 5. 清除GPIO中断标志（IMX6 GPIO的ISR寄存器"写1清中断"）
        GPIO1->ISR |= (1 << 9);
    }
}

关键注意点：

• 中断处理函数需 "快进快出"，但此处读取 I2C 数据为阻塞操作（若触摸芯片响应快，影响可忽略）；
• 坐标拼接逻辑需与触摸芯片的寄存器格式匹配（FT5x06 的坐标寄存器格式就是 "低 8 位 + 高 8 位"）。

5、模块 4：数据交互接口（get_touch_screen_data）

主函数不直接操作中断或 I2C，而是通过get_touch_screen_data获取触摸数据 ------ 该函数是 "中断层" 与 "应用层" 的隔离接口，降低耦合。

unsigned char get_touch_screen_data(point_t *data)
{
    unsigned char i = 0;
    // 若数据有效（中断已采集到新触摸数据）
    if (touch_data.flag_valid != 0)
    {
        // 把全局变量的触摸点数据复制到传入的data数组（主函数的point数组）
        for (i = 0; i < touch_data.num_point; i++)
        {
            data[i].x = touch_data.point_data[i].x;
            data[i].y = touch_data.point_data[i].y;
        }
        touch_data.flag_valid = 0;  // 清"数据有效"标志（避免重复读取）
        return touch_data.num_point;  // 返回触摸点数量（0~5）
    }
    return 0;  // 无有效数据，返回0
}

6、模块 5：主函数逻辑（main）

主函数是触屏功能的 "应用入口"，负责初始化所有外设，然后循环读取触摸数据并在 LCD 上显示。

主函数核心流程

int main(void)
{
    // 1. 初始化基础外设（时钟、中断控制器、LED/蜂鸣器/按键等）
    clock_init();          // 初始化系统时钟（IMX6Y2核心时钟、外设时钟）
    system_interrupt_init();// 初始化中断控制器（GIC）
    led_init();            // 初始化LED（可选，用于触摸反馈）
    beep_init();           // 初始化蜂鸣器（可选）
    key_init();            // 初始化按键（可选）

    // 2. 初始化定时器、UART、I2C等通信/定时外设
    epit1_init();          // EPIT定时器（可选）
    gpt1_init();           // GPT定时器（可选，用于delay_ms）
    uart1_init();          // UART1（可选，用于串口打印调试）
    i2c1_init();           // I2C1（其他设备，如LM75温度传感器）
    i2c2_init();           // I2C2（关键！触摸芯片通信总线）

    // 3. 初始化模拟外设与显示外设
    adc1_init();           // ADC（可选）
    pwm1_init();           // PWM（可选，如背光控制）
    pwm1_set_g_f(1);       // 设置PWM参数（可选）
    lcd_init();            // 初始化LCD（关键！显示触摸坐标）
    delay_ms(50);          // 等待LCD启动
    lcd_clear();           // 清屏（避免残留画面）

    // 4. 初始化触摸功能（关键！前面讲解的touch_init）
    touch_init();

    // 5. 主循环：读取触摸数据并显示
    while (1)
    {
        point_t point[5];  // 存储最多5个触摸点的坐标
        int i = 0;
        char buf[20] = {0};// 格式化坐标字符串

        // 读取触摸数据（返回触摸点数量，0=无触摸）
        unsigned char ret = get_touch_screen_data(point);
        if (ret != 0)  // 若有触摸数据
        {
            // 循环显示每个触摸点的坐标（x,y）
            for (i = 0; i < ret; i++)
            {
                // 格式化字符串："0: 123, 456"（第0个点，x=123，y=456）
                sprintf(buf, "%d: %d, %d", i, point[i].x, point[i].y);
                // 在LCD上显示：位置(100, 100+32*i)，字体32x32
                // 32*i：每个点占32像素高度，避免文字重叠
                lcd_show_string(100, 100 + 32 * i, strlen(buf)*16, 32, 32, buf);
            }
        }
    }
}