【ARM 裸机开发 (IMX6ULL-mini)】PWM 背光调节与 GT9147 多点触摸驱动

文章目录

- 前言
- 一、PWM控制LCD亮度
- - [1.1 PWM](#1.1 PWM)
  - [1.2 PWM引脚配置](#1.2 PWM引脚配置)
  - [1.3 PWM寄存器配置](#1.3 PWM寄存器配置)
  - [1.4 PWM控制亮度具体实现](#1.4 PWM控制亮度具体实现)
- 二、GT9147触控芯片
- - [2.1 触控屏种类](#2.1 触控屏种类)
  - [2.2 GT9147](#2.2 GT9147)
  - - [2.2.1 I2C](#2.2.1 I2C)
    - [2.2.2 中断与复位引脚配置](#2.2.2 中断与复位引脚配置)
    - [2.2.3 芯片的地址](#2.2.3 芯片的地址)
    - [2.2.4 芯片复位及参数获取](#2.2.4 芯片复位及参数获取)
    - [2.2.5 点坐标的获取](#2.2.5 点坐标的获取)

前言

在上篇【ARM 裸机开发 (IMX6ULL-mini)】RGB-LCD 驱动与时序详解文章中，对LCD屏进行了一定的了解与基本使用；在上篇文章中提到有一个引脚PWM是决定屏幕显示亮度的，在本片文章中会对其具体使用进行解释；除此之外，在现代的显示器使用中，屏幕的作用并不单单只是显示图像了，还能够根据触摸做出应答。因此，本篇文章还会详细讲解触控芯片gt1148。

一、PWM控制LCD亮度

1.1 PWM

在昨天的LCD代码中：

我们将PWM输出的引脚直接设置为高电平，使LCD屏幕满亮度显示。在这篇文章中我们将通过这个引脚输出PWM来实现亮度的控制。我们重新创建一个PWM的文件来放关于这个PWM输出引脚的代码，将之前关于这个引脚的代码全部注释掉。

IMX6ULL中PWM的原理框图：

FIFO 深度 = 4，可以预先缓存 4 组占空比样本。写 PWMSAR 就是往 FIFO 压入占空比数值。

1.2 PWM引脚配置

在IMX6ULL原理图中，这个PWM引脚为GPIO8的复用功能。

在参考手册中，我们需要找到这个引脚使用的为PWM1。

我们需要先将其引脚复用功能配置为PWM输出功能，并配置电气属性：

1.3 PWM寄存器配置

接下来就是对PWM相关的寄存器进行配置：

寄存器名	英文全称	中文名称	核心功能
PWMx_PWMCR	PWM Control Register	PWM 控制寄存器	最核心寄存器：PWM 模块使能、时钟源选择、预分频、输出极性、FIFO 水位、休眠控制、重载模式等
PWMx_PWMSR	PWM Status Register	PWM 状态寄存器	状态标志位：FIFO 满 / 空、中断标志、错误状态，用来查询 PWM 运行状态
PWMx_PWMIR	PWM Interrupt Register	PWM 中断寄存器	中断使能配置，开启 / 关闭各类 PWM 中断（FIFO 中断、比较中断等）
PWMx_PWMSAR	PWM Sample Register	PWM 采样寄存器（FIFO 数据寄存器）	存放 PWM 占空比计数值，写这个寄存器把占空比送入硬件 FIFO
PWMx_PWMPR	PWM Period Register	PWM 周期寄存器	设置 PWM 输出周期，决定 PWM 频率公式：PWM 频率 = PWM 时钟 / (PWMPR + 2)
PWMx_PWMCNR	PWM Counter Register	PWM 计数寄存器	只读，PWM 内部当前计数值，可以读取计数器实时数值

PWMx_PWMCR

PWMx_PWMSR

PWMx_PWMIR

PWMx_PWMSAR

PWMx_PWMPR

1.4 PWM控制亮度具体实现

c 复制代码

float global_ratio = 1.0;

//设置占空比
void set_ratio(void)
{
    int i = 0;
    for (i = 0; i < 4; i++)
    {
        PWM1->PWMSAR = PWM1->PWMPR * global_ratio;
    }    
}

//FIFO空中断服务函数
void pwm1_interrupt_handler(void)
{
    if((PWM1->PWMSR & (1 << 3)) != 0)
    {
        set_ratio();
        PWM1->PWMSR |= (1 << 3);
    }
}

void pwm1_init(void) 
{
    //引脚复用
    IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_GPIO1_IO08_PWM1_OUT, 0);
    //引脚电气配置
    IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_GPIO1_IO08_PWM1_OUT, 0xB9); 

    PWM1->PWMCR = 0;
    PWM1->PWMCR |= (1 << 26) | (1 << 16) | (65 << 4) | (3 << 1);
    PWM1->PWMIR |= (1 << 0);
    PWM1->PWMPR = 998;
    set_ratio();

    //注册PWM1中断
    system_interrupt_register(PWM1_IRQn, pwm1_interrupt_handler);

    // 设置PWM1中断优先级
    GIC_SetPriority(PWM1_IRQn, 0);

    // GIC使能PWM1中断
    GIC_EnableIRQ(PWM1_IRQn);

    //使能 PWM1
    PWM1->PWMCR |= (1 << 0);
}

通过改变global_ratio就可以达到改变亮度的效果。

二、GT9147触控芯片

2.1 触控屏种类

项目	电容触控屏	四线电阻触摸屏
检测对象	感应电压变化量（mV级），检测电场耦合变化	触摸点分压电压，电压值直接对应位置
电压来源	TX电极输出交流驱动，RX电极感应得到微弱感应电压	在ITO导电层两端施加直流参考电压，按压触点产生分压
触发条件	导电物体（手指/电容笔），不需要压力	需要按压，使两层ITO膜接触，指甲、塑料笔均可触摸
多点触摸	支持多点触摸	只支持单点触摸
校准需求	一般出厂校准，用户基本无需重新校准	装配、温度会带来偏差，嵌入式产品需要开机5点校准

在正点原子IMX6ULL这块上我们使用的使GT9147触控芯片。

2.2 GT9147

2.2.1 I2C

显而易见，这个触控芯片采用I2C协议通信，因此我们需要先将I2C2进行初始化：

在【ARM 裸机开发 (IMX6ULL-mini)】I2C协议详解这篇文章中有对I2C协议的详细解释，我们只需要将I2C1改为I2C2就可以应用到触控芯片中使用。

这里，为了方便I2C的使用，我们定义了一个关于I2C信息的结构体，以及一个读写的复用函数：

这样就可以实现GT9147的读写函数了：

2.2.2 中断与复位引脚配置

除此以外，我们还需要对中断与复位两个引脚进行配置：

2.2.3 芯片的地址

在这个屏幕提供的芯片编程指南中，有两种触控芯片：GT1158和GT9147；

因此，它们作为从机的地址也不同：

GT9147 与主机通信采用标准 I2C 通信，最高速率可以支持至 400Kbps。当主机采用 200 Kbps 以上的通信速率时，需要特别注意 I2C 的外部上拉电阻阻值，以保证SCL、SDA边沿足够陡峭。其2C设备地址由7位设备地址加1位读写控制位组成，高7位为地址，bit0为读写控制位。

2.2.4 芯片复位及参数获取

每次上电或复位时需要使用INT脚进行C地址设置。经过测试发现，两种芯片的复位方式是一样的。

代码实现：

要使用触控功能，首先我们需要确认它的ID型号，通过I2C协议读取0x8140的四个字节，就可以得到它的ID以及INT引脚的中断触发方式：

得到INT中断触发方式后，我们需要对IMX6ULL上的INT引脚寄存器进行配置：

然后就是注册中断服务函数，设置优先级，使能中断这一套老招数了：

这样，我们的GT9147初始化就完成了。

2.2.5 点坐标的获取

接下来，就是对GT9147触控芯片的简单使用了，所有的触控操作肯定都是建立在知道你触摸的点在哪里的前提下，因此，在这篇文章中我们就来实现触摸点坐标的获取。

我们定义这样一个结构体来存储触摸时的数据。

在芯片的编程手册中，给出了坐标信息：

这里编程手册写错了，五个触控点存储的位置分别为：0x8150, 0x8158, 0x8160, 0x8168, 0x8170；

根据地址特性，我们这样定义一个数组来存储地址：

实现代码：

I2C 读0x814E → 获取触摸点个数
根据点数，依次读取每个触摸点 4 字节，拼接 X、Y 原始坐标
设置 available 标记，告诉主程序有无触摸
写 0 到 0x814E ，清除中断 / 就绪标志，GT9147 准备下一轮检测

我们将其显示在LCD屏幕上：

这样就完成了触控芯片的简单使用了，更多的使用等待后面分享吧！