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stm32LCD使用及触摸板

LCD显示名字

一、中文显示原理

已知字模是图形数据，而图形在计算机中是由一个个像素点组成的，所以字模实质是一个个像素点数据。为方便处理，我们把字模定义成方块形的像素点阵，且每个像素点只有0和1这两种状态(可以理解为单色图像数据)，下图两个宽、高为16×16的像素点阵组成的两个汉字图形，其中的黑色像素点即为文字的笔迹。计算机要表示这样的图形，只需使用16×16个二进制数据位，每个数据位记录一个像素点的状态，把黑色像素点以“1”表示，无色像素点以“0”表示即可。这样的一个汉字图形，使用16×16/8=32个字节来就可以记录下来。

二、字模的生成

可以使用PCtoLCD2002生成字模

配置字模的解析顺序，解析顺序要和代码配套，否则会显示乱码。

生成后的字模数据如下，以“匠心柳职”为例：










匠(0) 心(1) 柳(2) 职(3)











0x00,0x00,0xFE,0x3F,0x02,0x00,0x02,0x1C,0xE2,0x03,0x22,0x00,0x22,0x00,0xE2,0x3F,





0x22,0x04,0x22,0x04,0x22,0x04,0x12,0x04,0x12,0x04,0x0A,0x04,0xFE,0x7F,0x00,0x00,/*"匠",0*/











0x00,0x00,0x40,0x00,0x80,0x00,0x00,0x01,0x00,0x01,0x20,0x00,0x20,0x10,0x24,0x20,





0x24,0x20,0x24,0x40,0x22,0x40,0x22,0x48,0x21,0x08,0x20,0x08,0xC0,0x0F,0x00,0x00,/*"心",1*/











0x08,0x00,0x08,0x01,0xC8,0x78,0x48,0x4A,0x7F,0x4A,0x48,0x4A,0x4C,0x4A,0x5C,0x4A,





0x6A,0x4A,0x4A,0x4B,0xC9,0x5A,0x48,0x2A,0x08,0x09,0x08,0x09,0x88,0x08,0x48,0x08,/*"柳",2*/











0x00,0x00,0xFF,0x00,0x24,0x3F,0x24,0x21,0x3C,0x21,0x24,0x21,0x24,0x21,0x3C,0x21,





0x24,0x3F,0x24,0x21,0x74,0x00,0x2F,0x12,0x22,0x22,0x20,0x21,0x20,0x41,0xA0,0x40,/*"职",3*/






三、字模的使用方式


 1、将“lcd_show_zn”模块添加到工程中






2. 创建对应字体


打开lcd_show_zn.c文件，添加如下内容，该内容表示一组名字为“ZN_Font16x16”的字体，这组字体里边一共有“匠心柳职”四个字，如果使用这组字体，只有存在字模数据的字才能正常显示。






编写完后，在头文件中添加：extern znsFONT ZN_Font16x16; 语句，这样就能调用ZN_Font16x16字体了




3.设置字体


使用“LCD_SetZNFont”函数设置字体，一般在main函数中while（1）之前调用一次即可，除非要更换字体则需重新调用。




LCD_SetZNFont(&ZN_Font16x16);





4. 使用字体


调用“LCD_DrawCharCN”函数显示中文字体，注意，必须是由字模数据的字才能显示，没有字模数据的字不会显示，所以想显示哪些中文字体，需要生成这些字模的字体并添加到代码中。




LCD_DrawCharCN(210,220,"匠心柳职");   //在坐标点（210,220）显示“匠心柳职”四个中文字体





5.中文和英文混合显示


LCD_DrawCharCN函数既可以显示中文也可以显示英文




LCD_DrawCharCN(210,220,"匠心柳职 Welcom");//显示 匠心柳职 Welcom





注意，其中的英文字符所使用的字体，由“LCD_SetFont()”函数来设置




一、字体文件的作用    


    在上一节显示中文时，需要先对要显示的中文字符进行取模，没取模的字符无法显示。如果我们设计一个系统，显示用户输入的文字，我们无法预测用户会输入什么文字，那只能将所有常用的中文字符全部取模，才能保证用户输入的文字能正常显示。


    可以将所有常用字体取模并打包成一个文件，这个文件就是字体文件，想要显示哪个字符，就去字体文件里边查找其对应的字模数据，然后读取字模数据并通过显示屏显示，就完成了一个中文字符的显示。


    计算机显示文字的原理也是如此，当选择某一种字体后，显示文字时就会去对应的字体文件中寻找文字的字模


Window系统的字体文件存放在C:\Windows\Fonts路径中








从上图中可以看到，同一个字，不同的字体显示的风格是不一样的。




二、生成字体文件


    

  1. 

    字模软件配置
    

    

    

    2. 

  2. 

    设置字体
    

    

    

    3. 

  3. 

    生成字体文件
    

    4. 





生成的字体文件后缀名称为“.FON”




三、导入字体文件到keil工程中


    显示文字的核心就是将文字的字模通过显示屏显示，所以程序在运行工程中就需要能读取字模，有两种方式可以实现，第1种是将字体文件作为程序的一部分，保存在片内flash中；第二种是将字体文件保存在SD卡或者其他存储介质中，再让芯片去读取SD卡内的字模数据。两种方法各有优缺点，第1种直接下载包含了字体文件的HEX文件即可使用，并且不会因为外部存储设备丢失等问题导致文字显示异常，缺点是芯片存储空间有限（STM32F429片内可用空间位1024KB），字体文件如果太大或者放入多个字体文件时，存储空间就不够了。


第2种优点是SD存储空间很大，可以放很多种字体文件，但是如果SD丢失或者连接失败，那么字体文件就不可用了，也就无法显示字体。


本文使用第1种方法，假设生成的字体文件名字为“GB2312_H2424.FON”，字体文件大小约为576KB，芯片存储空间位1024KB，是可以放得下的。


在keil中新建一个名字为“import_font.s”的文件，并加入到文件列表中。注意：该文件后缀是“.S”，然后在该文件中添加以下内容。




	AREA    |subr|,DATA,READONLY
	EXPORT      GB2312_H2424    ;以这个变量表示字库文件
;声明这个变量
GB2312_H2424
	incbin  .\GB2312_H2424.FON  ;包含字库文件
	END
	



程序说明及注意如下图，字体文件和“import_font.s”文件需要再同一个目录下








四、编写使用字体文件的函数


将以下模块添加到工程中






注意事项如下：








五、显示文字


直接调用LCD_DispString_EN_CH（）函数即可显示中文字体


调用LCD_DisplayStringLineEx()函数还可以设置显示字体的大小（基于字体缩放实现的）。




注意：因为字体文件有500KB左右，这就导致HEX文件也会变大，所以每次下载程序的时候耗时会变长


触摸屏使用


一、触摸屏分类   


 触摸屏又称触控面板，它是一种把触摸位置转化成坐标数据的输入设备，根据触摸屏的检测原
 理，主要分为电阻式触摸屏和电容式触摸屏。相对来说，电阻屏造价便宜，能适应较恶劣的环境，
 但它只支持单点触控 (一次只能检测面板上的一个触摸位置)，触摸时需要一定的压力，使用久了
 容易造成表面磨损，影响寿命；而电容屏具有支持多点触控、检测精度高的特点，电容屏通过与
 导电物体产生的电容效应来检测触摸动作，只能感应导电物体的触摸，湿度较大或屏幕表面有水
 珠时会影响电容屏的检测效果。






电阻触摸屏






电容触摸屏




二、电阻触摸屏检测原理




电阻触摸屏主要由2层透明的电阻层组成，两个电阻涂层的两端分别引出 X-、 X+、 Y-、 Y+ 四个电极，当触摸屏被按下时，两个电阻层相互接触，从触点处把电阻层分为两个电阻，且由于电阻层均匀导电，两个电阻的大小与触点离两电极的距离成比例关系，利用这个特性，可通过以下过程来检测坐标，这也正是电阻触摸屏名称的由来










 通过分别给X轴和Y轴的接口通电并检测电压，就能计算出触点的位置。




三、电容触摸屏检测原理




与电阻式触摸屏不同，电容式触摸屏不需要通过压力使触点变形，再通过触点处电压值来检测坐标，它的基本原理和前面定时器章节中介绍的电容按键类似，都是利用充电时间检测电容大小，从而通过检测出电容值的变化来获知触摸信号。






    X 轴电极与 Y 轴电极在交叉处形成电容，即这两组电极构成了电容的两极，这样的结构覆盖了整个电容屏，每个电容单元在触摸屏中都有其特定的物理位置，即电容的位置就是它在触摸屏的XY 坐标。检测触摸的坐标时，第 1 条 X 轴的电极发出激励信号，而所有 Y 轴的电极同时接收信号，通过检测充电时间可检测出各个 Y 轴与第 1 条 X 轴相交的各个互电容的大小，各个 X 轴依次发出激励信号，重复上述步骤，即可得到整个触摸屏二维平面的所有电容大小。当手指接近时，会导致局部电容改变，根据得到的触摸屏电容量变化的二维数据表，可以得知每个触摸点的坐标，因此电容触摸屏支持多点触控。


一、驱动芯片


电容屏的坐标检测比电阻屏的要复杂，因而它也有专用芯片用于检测过程，下面我们以本章重点讲述的电容屏使用的触控芯片 GT9157 为例进行讲解，关于它的详细说明可从《gt91x编程指南》和《电容触控芯片 GT9157》文档了解。


GT9157的芯片引脚如下：






需要连接到MUC的一共4根线，IIC两根，INT、RSTB




二、MCU读取触摸坐标


MCU通过IIC接口和触摸屏进行通信，IIC和串口一样，是一种串行传输方式，IIC是一种总线传输方式，可以在上边同时连接多个设备，但是同一时间只能和一个设备通信。






因为IIC总线能连接多个设备的缘故，所以IIC读写时要先发送想要通信的设备的地址，双方建立连接后才能进一步通信。


1.添加IIC通信支持文件，该文件用来初始化MCU与触摸屏连接的引脚，并通过IIC发送或者读取数据






这个模块的接口很简单，如下图所示






使用时先调用I2C_Touch_Init()函数进行引脚等初始化，接着就可以使用发送或者读取函数进行数据交互了，至于要发送的数据是什么，由其他模块决定，bsp_i2c_touch模块被称为传输驱动文件，它只提供数据的收发，并不管传输的是什么数据，就好比两个人打电话，手机只是提供了信息交互的通路，至于要传输给对方什么信息，是由打电话的人决定的。




2.添加触摸屏驱动（就是打电话的人）








模块的接口如下图所示：






一、初始化触摸屏


在main函数中调用触摸屏初始化函数




GTP_Init_Panel();



二、获取触摸屏触摸状态


触摸屏被按下是随机的，当被按下时会产生一个中断信号，根据这个中断信号再去读取触摸屏，就能知道是哪个地方被按下了。这里不使用中断信号，使用轮训的方式，每10ms读取一次触摸状态。我们将触摸屏处理函数放在滴答定时器的中断函数中。


在“stm32f4xx_it.c”文件中的SysTick_Handler()函数中调用触摸屏处理函数，每10ms询问触摸屏是否有触摸操作






三、获取触摸操作及坐标


在main.c文件中重新定义以下两个函数，这两个函数在触摸驱动中进行了弱声明




//触摸屏被按下时该函数被调用，x，y是按下时的坐标值
void GTP_Press_Event(int32_t x,int32_t y)
{
  uint8_t buf[100] = {0};
  sprintf((char*)buf,"Press point:%d  %d    ",x,y);  //构造字符串，显示按下时的坐标
  LCD_DisplayStringLine(LINE(0),(uint8_t* )buf);
}
//触摸屏松开时该函数被调用，x，y是松开时的坐标值
void GTP_Release_Event(int32_t x,int32_t y) 
{
  uint8_t buf[100] = {0};
  sprintf((char*)buf,"Release point:%d  %d    ",x,y);//构造字符串，显示松开时的坐标
  LCD_DisplayStringLine(LINE(0),(uint8_t* )buf);
}


代码:









#include "stm32F4xx.h"





#include "stm32f4xx_conf.h"





#include "stdio.h"





#include "led.h"





#include "key.h"





#include "delay.h"





#include "uart.h"





#include "adc.h"





#include "bsp_lcd.h"





#include "lcd_show_zn.h"





#include "lcd_show_zn_font.h"





#include "gt9xx.h"











uint16_t select_index = 0;  //表明当前选中哪一个菜单项





uint8_t  beep_state = 0;    //表示蜂鸣器的开关状态  0表示关闭  





uint8_t  led_state = 0;    //表示LED的开关状态  0表示关闭  

















//编写中断服务函数





void EXTI0_IRQHandler()





{





   if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line0) != RESET)  //证明触发了中断





   {





       EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line0);





   }





}





void EXTI15_10_IRQHandler()





{





   if(EXTI_GetITStatus(EXTI_Line13) != RESET)  //证明触发了中断





   {





       EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line13);





   }





}

















//触摸屏按下





void GTP_Press_Event(int32_t x,int32_t y)





{





 uint8_t buf[100] = {0};





 sprintf((char*)buf,"Press point:%d  %d    ",x,y);





 LCD_DisplayStringLine(LINE(0),(uint8_t* )buf);





 





 





 if(x>100 && x<200 && y>100 && y<160)  //判断按下坐标是不是在矩形框内 





 {





   LCD_SetColors(LCD_COLOR_BLUE,LCD_COLOR_BLACK);   //更改颜色





   LCD_DrawFullRect(100,100,100,60);                //画一个新的矩形框覆盖旧的矩形框





   LCD_SetColors(LCD_COLOR_WHITE,LCD_COLOR_BLACK);  //把颜色改回来





   





   LCD_SetColors(LCD_COLOR_BLACK,LCD_COLOR_BLUE);





   LCD_DrawCharCN(110,110,"BEEP");  //在矩形框上写字





   LCD_SetColors(LCD_COLOR_WHITE,LCD_COLOR_BLACK);





 }





 else





 {





   //LCD_DrawFullRect(100,100,100,60);





 }





}











//松开触摸屏





void GTP_Release_Event(int32_t x,int32_t y) 





{





 uint8_t buf[100] = {0};





 sprintf((char*)buf,"Release point:%d  %d    ",x,y);





 LCD_DisplayStringLine(LINE(0),(uint8_t* )buf);





 





 if(x>100 && x<200 && y>100 && y<160)   //判断松开时是不是在矩形框内，松开时在矩形框内才认为单击有效





 {





   if(beep_state == 0)





   {





     GPIO_SetBits(GPIOI,GPIO_Pin_11);//开启蜂鸣器





     beep_state = 1;//更新蜂鸣器的状态





   }





   else





   {





     GPIO_ResetBits(GPIOI,GPIO_Pin_11);//关闭蜂鸣器





     beep_state = 0;//更新蜂鸣器的状态





   }





   





    //画一个矩形框，作为按键





   LCD_DrawFullRect(100,100,100,60);





   LCD_SetColors(LCD_COLOR_BLACK,LCD_COLOR_WHITE);





   LCD_DrawCharCN(110,110,"BEEP");  //在矩形框上写字





   LCD_SetColors(LCD_COLOR_WHITE,LCD_COLOR_BLACK);





   





 }





}





int main(void)





{





   GPIO_InitTypeDef gpio_info;











   GTP_Init_Panel();





   Delay_init();





   UART_init(115200);





   LED_init();





   





   //屏幕初始化





   LCD_Init();





   //屏幕显示层初始化





   LCD_LayerInit();





   //LTCD外设初始化





   LTDC_Cmd(ENABLE);





  // 





 





   /*把背景层刷黑色*/





   //选定控制背景层





   LCD_SetLayer(LCD_BACKGROUND_LAYER);  





   //清除屏幕并用黑色填充





   LCD_Clear(LCD_COLOR_BLACK);











   /*初始化后默认使用前景层*/





   LCD_SetLayer(LCD_FOREGROUND_LAYER); 





   /*默认设置不透明 ，该函数参数为不透明度，范围 0-0xff ，0为全透明，0xff为不透明*/





   LCD_SetTransparency(0xFF);





   //清除屏幕并用黑色填充





   LCD_Clear(LCD_COLOR_BLACK);





 





#if 1





   //PI11  蜂鸣器





   //初始化GPIO-I时钟





   RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOI,ENABLE);





   





   gpio_info.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;





   gpio_info.GPIO_OType = GPIO_OType_PP;





   gpio_info.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11;





   gpio_info.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;





   gpio_info.GPIO_Speed = GPIO_Low_Speed;





   GPIO_Init(GPIOI,&gpio_info);





#endif





 





   /*设置字体颜色及字体的背景颜色(此处的背景不是指LCD的背景层！注意区分)*/





   LCD_SetColors(LCD_COLOR_WHITE,LCD_COLOR_BLACK);





   





   /*选择字体*/





   LCD_SetFont(&Font16x24);





   





   LCD_SetZNFont(&ZN_Font24x24);





   





   





   //画一个矩形框，作为按键





   LCD_DrawFullRect(100,100,100,60);





   LCD_SetColors(LCD_COLOR_BLACK,LCD_COLOR_WHITE);





   LCD_DrawCharCN(110,110,"BEEP");  //在矩形框上写字





   LCD_SetColors(LCD_COLOR_WHITE,LCD_COLOR_BLACK);





   while(1)





   {





   }





}
















作者：youtiaonn

      

      

          

          
          
          
      


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